Uloga naslijeđa u ljudskom starenju i očekivanom životnom vijeku. Tajne dugovečnosti

Da li se dugovječnost nasljeđuje?

Čak ni dobro zdravlje jedne osobe ne garantuje duži životni vijek od osobe s više slabo zdravlje.

Mnogi naučnici provode istraživanja kako bi identificirali faktore koji doprinose dugovječnosti. Od davnina, počevši od mita o Izvoru mladosti, zdravlje i dugovječnost su dva ključna i još uvijek neshvatljiva predmeta medicinskih istraživanja.

Moderna medicina ušao u molekularnu eru. Glavni predmet istraživanja u proučavanju bolesti i pitanja dugovječnosti bile su ćelije i nevjerovatnih 46 hromozoma koji čine ljudski genom. Razlog za to je što se dugo vremena smatralo da je genom odlučujući faktor u svim aspektima: podložnost bolestima, karakter, sklonosti, pa čak i dugovječnost.

U međuvremenu, sve veći broj studija pokazuje da, iako genom određuje sklonosti osobe, na njegov razvoj utiče okolina. Interakcija gena i okoline sada je u potpunosti postala područje naučnog proučavanja kako bi se utvrdio odnos između urođenih i stečenih kvaliteta.

Dakle, kakav uticaj genom ima na dugovječnost? Članak u New York Timesu od 31. avgusta 2006. odražava poteškoće u predviđanju očekivanog životnog vijeka iz genetske perspektive: „Josephine Tisauro, 86, živi u predgrađu Pittsburgha, Pennsylvania. Uprkos godinama, dobrog je zdravlja, viđa se sa prijateljima, ide u crkvu i još uvijek vozi. Njena sestra blizanka, s druge strane, pati od urinarne inkontinencije, slijepa je i imala je operaciju zgloba. Ovaj primjer je zadivio čak i specijaliste gerijatrije. Zapravo, ove dvije žene imaju isti genetski sastav, iz iste su porodice, žive na istom mjestu, ali su im zdravstveni uslovi suprotni.”

Nakon perioda hegemonije teorije “sve je genetsko”, prema kojoj neki ljudi, zahvaljujući svojoj genetici, mogu jesti šta hoće, piti, pušiti i živjeti koliko i drugi, djelimično se vratio koncept prošlih godina, sa stanovišta kojeg dugovečnost određuje okruženje, hrana, fizička aktivnost i medicinska njega.

Međutim, neka urođena predispozicija za dugovječnost i dalje postoji - članovi pojedinih porodica odlikuju se impresivnom dugovječnošću, ali ovo mali dio. Džejms Vaupel, visoki zvaničnik Instituta Maks Plank u Nemačkoj, takođe kaže: „Nasleđe određuje ten osobe, ali ne i njen očekivani životni vek.

Naišli smo na jedan fenomen. Čak ni dobro zdravlje jedne osobe ne garantuje da će živeti duže od nekoga sa slabijim zdravljem.

Profesor Kaare Christensen iz Danske proučava prijenos bolesti. Prema njegovom mišljenju, možemo utvrditi da gojaznost i pušenje skraćuju čovekov život, ali se njegova dugovečnost ne može predvideti. Neke genetske promjene povećavaju rizik od raka ili Alchajmerove bolesti, ali čini se da je jedini genetski faktor koji je povezan s očekivanim životnim vijekom dužina telomera, krajeva hromozoma koji se skraćuju sa svakim povećanjem broja ćelija.

Kaare Christensen i njene kolege proučavale su genome 20.000 blizanaca rođenih između 1966. i 2006. godine. u Finskoj, Norveškoj i Švedskoj. Statistike iz njihovog istraživanja pokazale su da genom ima čak i manji utjecaj nego što se ranije mislilo i da nije odlučujući faktor u dugovječnosti.

Druga studija o podložnosti raku je proučavala 4.500 blizanaca u skandinavskim zemljama. Rezultati su otkrili da su samo dojka, prostata i kolorektalni karcinom su nasljedne.

Robert Hoover iz Nacionalnog instituta za rak u Sjedinjenim Državama napisao je: "Prije ovih studija, naučnici su bili u pravu kada su mislili da genom utiče na bolest, ali sada se ova teorija mora dovesti u pitanje."

Još je dug put do razumijevanja faktora koji određuju očekivani životni vijek. Genetika, životna sredina... B Ancient China vjerovali da vrli ljudi mogu davati dug zivot svojoj djeci, ali mudri ljudi dugo žive. To ne može nikoga zadovoljiti savremeni specijalista Ovo je barem u skladu s epidemiološkim podacima o odnosu između stresa i raka. Ostalo tek treba otkriti.

U prosjeku, samo jedna osoba od 10.000 doživi 100 godina. Vrlo često je takva dugovječnost porodična, odnosno svojstvena roditeljima, braći, sestrama i njihovoj djeci. Dok prosječna osoba ima 25% nasljednog doprinosa i 75% doprinosa životnom i okolišnom životnom vijeku, stogodišnjaci koji su u stanju živjeti više od 100 godina imaju značajno veću nasljednu komponentu - 33% (žene) i 48% (muškarci). . Dakle, dovoljno je da jedan od roditelja bude dugovječan da ima značajan bonus na zdravlje i velike šanse da doživi 100 godina.

K. Franceschi identificira tri moguća mehanizma za fenomen dugovječnosti kod ljudi:

● 90-100 godišnjaci nemaju varijante gena koje doprinose razvoju bolesti povezanih sa starenjem;
● Imaju varijante gena rizika od bolesti, ali njihov način života i okruženje nisu doprinijeli njihovoj manifestaciji;
● 90-100-godišnjaci imaju “zaštitne” varijante gena koje sprečavaju pojavu bolesti povezane sa starenjem.

Značajno manji doprinos faktora životne sredine dugovečnosti potvrdila je američka studija o Jevrejima Aškenazi, prema kojoj se 100-godišnjaci ne razlikuju od kontrolne grupe po izloženosti glavnim faktorima rizika, kao npr. povećan indeks tjelesne težine, konzumiranja alkohola ili pušenja. Još iznenađujuće je da manje od 20% stogodišnjaka izbjegne teške bolesti povezane sa starenjem do 100. godine života, a 45% ima barem jednu od ovih bolesti prije nego što napune 65 godina. Međutim, jasno je da je rizik od smrtnosti od ovakvih bolesti značajno smanjen kod stogodišnjaka ili su u stanju da izdrže veći broj hroničnih bolesti povezanih sa starenjem tokom više godina. U Sjedinjenim Državama, medicinski troškovi u posljednje dvije godine života za stogodišnjaka preko 100 godina starosti su tri puta niži nego za 70-godišnju stariju osobu. Uprkos prisustvu hronične bolesti 90% stogodišnjaka karakteriše odložena invalidnost do u prosjeku 93 godine, što pokazuje njihove veće funkcionalne rezerve na pozadini bolesti povezanih sa starenjem. Potomci stogodišnjaka također imaju manju učestalost bolesti povezanih sa starenjem, posebno moždanog udara (za 83%), dijabetesa tipa 2 (za 86%), Alchajmerove bolesti i gubitka pamćenja.

Prema hipotezi demografske selekcije D. Vaupela, u onom dijelu populacije koji karakteriše dugovječnost, aleli mogu biti izgubljeni ( aleli - raznih oblika istog gena, koji se nalaze u istim regijama homolognih hromozoma i određuju alternativne mogućnosti razvoja za istu osobinu), povezane s prijevremenom smrtnošću od bolesti povezanih sa starenjem, i, naprotiv, nakupile su se genetske varijante povezane sa sporijim starenjem i povećanom otpornošću na stres.

Ovo je djelimično tačno. Poznato je više od 300 gena koji su u različitim studijama povezani sa dugovječnošću ljudi. Na primjer, svim stogodišnjacima nedostaje “štetna” ε4 varijanta gena apolipoproteina E, koja ima antiaterosklerotski učinak. Ovaj alel je usko povezan s pojavom Alchajmerove bolesti, kognitivnim oštećenjem i starosnom makularnom degeneracijom ( fizički poremećaj koji se javlja u centru mrežnjače, takozvanoj makuli, koja je odgovorna za vidnu oštrinu). Često, stogodišnjaci imaju "zaštitne" varijante gena otpornosti na stres FOXO3a ili gena enzima za popravku DNK RecQ. Štaviše, geni otpornosti na stres povezani sa dugovječnošću kod muškaraca često se razlikuju od gena za dugovječnost kod žena. Prema J. Churchu sa Harvarda, ljudska dugovječnost je povezana s alelima gena kao što su LRP5 (odgovoran za zdravlje kostiju), GHR i GH (kancerogeneza), MSTN (zdravlje mišića), SCN9A (neosjetljivost na bol), ABCC11 (tjelesni miris) , CCR5 i FUT2 (imunitet na viruse), PCSK9 i APOC (kardiovaskularne bolesti), APP (Alchajmerova bolest), SLC3 OA8 (dijabetes melitus).

U međuvremenu, još uvijek ima više pitanja nego odgovora u genetici ljudske dugovječnosti. Godine 2014., nakon dešifriranja genoma 17 ljudi starijih od 110 godina, genetičari nisu pronašli nijednu rijetku varijaciju gena koja bi pouzdano razlikovala stogodišnjake od ostatka čovječanstva. Naprotiv, prema C. Franceschiju, mnogo faktora genetski rizik Ozbiljne bolesti su prisutne i kod dugotrajnih jetra. Na primjer, varijante gena p53 koje predisponiraju rak nalaze se i kod potpuno zdravih stogodišnjaka. Utvrđeno je da je jedan stogodišnjak stariji od 110 godina imao mutaciju koja je trebala dovesti do fatalnog ishoda opasne patologije desna komora srca, ali nije vodila. Rad E. Slagbuma 2010. godine nije pronašao značajne razlike u distribuciji genetskih markera (SNP) povezanih sa rizicima od metaboličkog sindroma, kardiovaskularnih bolesti i razne vrste rak između slučajeva superdugovječnosti (i porodičnih i spontanih) i ostatka prosječne populacije. Studija provedena pod vodstvom N. Barzilaija pokazala je sličnu prevalenciju polimorfizama bolesti povezanih sa starenjem (neurodegenerativnih, kardiovaskularnih, tumorskih) kod superstogodišnjaka i obični ljudi.

Dakle, uprkos otkrivenom visokom udjelu heritabilnosti porodične dugovječnosti (do 50%), malo se zna o tome koji su aleli zapravo povezani sa ovom osobinom. Možda je cijela stvar u maloj veličini proučavanih grupa – nedovoljnoj statistici, jer u svijetu nema toliko superstogodišnjaka, a studije na nivou genoma su i dalje vrlo skupe. Međutim, moguća su i druga objašnjenja. P. Sebastiani i T. Pearls sa Bostonskog univerziteta iznijeli su hipotezu prema kojoj većina alela gena pojedinačno ima tako slab učinak na dugovječnost da ne prolazi visoki prag pouzdanost usvojena u GWAS analizi (5*10^-8). Međutim, ako se u jednom genotipu pojavi nekoliko desetina alela u vrlo rijetkim kombinacijama, oni imaju snažan učinak, produžujući život osobe na 100 godina ili više, unatoč njegovom načinu života. Kao dio nove Engleske Centenarian Study, isti autori su uspjeli identificirati 281 SNP povezan sa 130 gena, čije kombinacije mogu objasniti dugovječnost preko 100 godina. Većina ovih gena je dobro poznata biogerontolozima jer je manipulacija njihovim evolucijskim kolegama (ortolozima) već produžila život modelima životinja. Prije svega, to su geni signalnih puteva hormona rasta, inzulinu sličan faktor rasta-1 i proinflamatorni transkripcijski faktor NF-kB, koji igraju ulogu važnu ulogu u mehanizmima starenja.

Dakle, povećanje očekivanog životnog vijeka među stogodišnjacima nije povezano toliko sa smanjenjem učestalosti pojavljivanja u populaciji pojedinačnih alela koji predisponiraju određenim bolestima ovisnim o dobi, već s prisutnošću kod pojedinca kombinacija desetina alela. koji omogućavaju otpor štetnih uticajaživotne sredine i nezdravog načina života, usporavaju proces starenja i odgađaju starost nastanka patologija. Takav neočekivani zaokret još jednom sugerira da je starenje bolest, a patologije ovisne o dobi samo su njegove manifestacije. Drugi moguće objašnjenje je da je izmijenjena aktivnost gena kod superstogodišnjaka posljedica razlika ne u strukturi gena, već u njihovoj epigenetskoj regulaciji.

Studija obrasca metilacije DNK 100-godišnjaka, koju je izvršio G. Atzmon na CD34+ matičnim ćelijama crvene koštane srži, otkrila je karakteristične karakteristike koje mogu objasniti razliku u aktivnosti nekih gena uočene kod stogodišnjaka. Yu Su sa koledža Albert Einstein otkrio je mikroRNA miR-142 kod stogodišnjih stogodišnjaka, koja je 18 puta aktivnija nego u kontrolnoj populaciji. Kako se ispostavilo, njegova funkcija je da potisne gene povezane sa starenjem IGF-1 puta. Smanjeni nivoi IGF-1 u krvnoj plazmi i supresija intracelularne IGF-1 zavisne signalne kaskade su marker dugovečnosti. S jedne strane, to značajno smanjuje rizik od tumorske bolesti, s druge strane, doprinosi sarkopeniji (postupno smanjenje mišićna masa).

Prema G. Paolissu, za razliku od drugih starijih ljudi, stogodišnjaci ne doživljavaju hiperfunkciju beta stanica pankreasa i inzulinsku rezistenciju – poremećeni biološki odgovor tjelesnih tkiva na djelovanje inzulina, što doprinosi razvoju dijabetes melitusa tipa 2. Ljudi stari 100 godina ne pokazuju znakove razvoja autoimune bolesti, imaju znatno manji spektar antitijela na vlastito tkivo štitne žlijezde, nadbubrežne žlijezde, hipofize i hipotalamusa, koja uništavaju ove organe i tkiva, u odnosu na prosječne starije osobe od 70 godina. U isto vrijeme, kako su pokazala istraživanja J. Passarina, nasljedni dugovječni ljudi imaju smanjenu funkciju štitne žlijezde.

Hormoni štitnjače aktiviraju metabolizam u tjelesnim tkivima. Moguće je da blago usporavanje metabolizma općenito pomaže usporavanju procesa starenja. Prema radovima prof. A. Baranovskaya-Bik, nivoi hormona adiponektina u krvi 100-godišnjaka značajno su premašili one kod žena iz drugih starosnih grupa. Ovaj hormon reguliše energetski metabolizam i ima protuupalno i antiaterogeno djelovanje. Kao što je poznato, nivo ovog hormona se smanjuje kada metabolički sindrom. Smanjena ekspresija adiponektina korelira sa insulinskom rezistencijom. Stogodišnjaci uključeni u studiju također su imali niže razine inzulina i leptina u kombinaciji sa niskom inzulinskom rezistencijom i nizak sadržaj holesterol.

Prema D. Montiju i kolegama, u poređenju sa mladim ljudima, stogodišnjaci imaju povećan nivo hormona stresa - kortizola, kortikotropin-oslobađajućeg hormona, adrenokortikotropnog hormona. Imaju povećane nivoe proinflamatornih citokina, posebno interleukina-6 i leukotriena. Istovremeno dolazi do aktivacije protuupalnih i detoksikacijskih mehanizama koji potiskuju membransku lipidnu peroksidaciju. Jedan od razloga niže peroksidacije lipida je dominacija mononezasićenih stanica u membranama dugovječnih stanica. masne kiseline preko polinezasićenih. Imajući samo jednu dvostruku vezu po molekulu umjesto nekoliko, mononezasićene masti zadržavaju svoju fluidnost, ali su manje podložne užeglosti. Prema studiji S. Collina, stogodišnjaci imaju poseban profil metabolita u krvi. Posebno se razlikuju u koncentracijama 41 vrste lipida. Imaju relativno niske razine lipida glicerofosfoholina i aminokiseline triptofana, te visoke razine sfingomijelina, N-acetil-glikoproteina, glutamina, citrata, kreatinina i fenilalanina. Nizak nivo triptofana povezan je sa višim nivoima funkcionisanja imunološki sistem, jer proizvodi njegovog katabolizma potiskuju imuni sistem.

Prema S. Rampelliju, u crijevnoj mikroflori stogodišnjaka, u odnosu na prosječne starije osobe, dominiraju bakterije rodova Escherichia i Ruminococcus. S tim u vezi, mikroflora dugovječnih jetara eksponira povećana aktivnost geni metabolizma triptofana. Iskorištavanje triptofana mikrobiotom je mogući mehanizam njegov smanjen nivo u krvi.

Ono o čemu su naučnici spekulisali na osnovu fragmentarnog znanja, sada je potvrđeno najvećom studijom te vrste. Čovjekova dugovječnost je zaista kodirana u njegovim genima i ne postoji poseban „gen za dugovječnost“. Rezultat je sretna kombinacija cijele galaksije genetskih varijacija.

Parametri okoliša zdrav imidžživot ili loše navike, ishrana, sport - sve to očigledno utiče na dužinu boravka čoveka na ovom svetu. Ali nasljedni kod također igra značajnu ulogu. Ali koja tačno je još uvijek predmet rasprave.

Naučnici oprezno sugerišu da preživljavanje nakon 85 godina zavisi od gena za samo 25-30%. Ali u slučaju starijih ljudi, genetska predispozicija za dugovječnost postaje sve važnija. Možda zato s vremena na vrijeme čujete priče poput „Moja baka je cijeli život pušila i doživjela 95 godina“?

U industrijskoj razvijene države Na Zapadu, otprilike 1 od 6.000 ljudi doživi 100 godina, a jedan od 7 miliona doživi 110 godina. Na fotografiji: Marija Espinoza iz SAD slavi rođendan okružena pet generacija svoje porodice (foto EGP/Gloria Angelina Castillo).

U prošlim studijama o dugovječnosti, naučnici su se fokusirali na vrlo ograničen broj geni. Na primjer, u jednoj studiji otkrivena je prevalencija gena FOXO3a među stogodišnjacima, koji utiče na mehanizam apoptoze – programirane ćelijske smrti, kao i na zaštitu od oksidativnog stresa.

Istina, sami autori odmah ispravljaju da prisustvo čak i svih ovih stotina markera ipak ne znači za nosioca bukvalno 77 posto šanse da živi više od 100 godina, budući da model ne uzima u obzir utjecaj drugih, ne -genetski faktori.

Ipak, sada genetičari imaju gde da lutaju. Među varijacijama gena koje su identifikovali naučnici nalaze se sekvence koje utiču na metabolizam i funkcije moždanih ćelija, hormonske regulacione mehanizme i funkcionisanje koštanog tkiva...

Sve je to učvrstilo istraživače u mišljenju da jednostavno ne postoji jedan gen za dugovječnost. Ovdje postoji interakcija nekoliko nasljednih faktora.

Braća i sestre Hurlburt, koji žive u Novoj Engleskoj, odličan su primjer moćne uloge gena u dugovječnosti. S lijeva na desno: Peggy (79), Helen (88), Millie (93), Peter (80), Agnes (96) i Muriel (89) (fotografija Jason Grow/TIME).

Ono što je važno jeste da „dobri“ geni koji poboljšavaju otpornost na bolesti i produžavaju život na različite načine mogu „na polju čoveka“ nadmašiti čak i prisustvo genetska predispozicija To senilne bolesti, poput Alchajmerove bolesti.

“Ovaj vrlo iznenađujući rezultat ukazuje na to da ljudi jako žive dug zivot ne u odsustvu genetske predispozicije za bolesti, već u slučaju obogaćivanja njihovog genoma osobinama povezanim sa dugovječnošću, rekla je Paola Sebastiani sa Bostonskog univerziteta za javno zdravlje, jedan od voditelja ove studije.

“Ova analiza pokazuje da ako želite izračunati rizik od bolesti na temelju samo genetske podložnosti na nju, vaš proračun može biti nepotpun bez uzimanja u obzir vaše cjelokupne genetske pozadine.”

Glavni autori novog rada su Thomas Perls, direktor Centenarian Study Nove Engleske i Paola (oboje sa Univerziteta u Bostonu). U budućnosti, Thomas i Paolina grupa namjerava da produbi svoju statistiku analizom genoma 600 stogodišnjih Japanaca (foto Boston University Schools of Public Health).

Ali ljude jednako zanima očekivani životni vijek kao i bolesti. Ovdje su rezultati bili mješoviti. 45% najstarijih stogodišnjaka (110 godina i više) pokazalo je najveći udio prisustva tih istih genetskih markera dugovječnosti, odnosno imali su najviše veliki broj"ispravnih" polimorfizama.

S druge strane, čak iu kontrolnoj grupi običnih ljudi, 15% je imalo barem neke genetske varijacije povezane s izuzetnom dugovječnošću. Odnosno, statistički, 15% ljudi je genetski "složeno" da doživi 90-100 godina. Zašto ovo ne funkcioniše u stvarnosti je veliko pitanje.

Štaviše, i bez ikakvih "gena za dugovječnost" osoba može dugo živjeti, pokazala je nova analiza. 23% stogodišnjaka proučavanih u okviru ovog projekta nije imalo posebnu genetiku, odnosno program „predviđanja“ bi ih svrstao u grupu sa normalnim životnim vijekom. Zato autori rada upozoravaju na ishitrene zaključke prilikom analize genoma.

Časopis Time posvetio je mnogo materijala tekućem projektu Perlsa i njegovih kolega, kao i drugim radovima o proučavanju dugovječnosti u izdanju za februar 2010. godine, pa ga je čak stavio i na naslovnicu (Time ilustracija).

Naučnici takođe posebno napominju da bi podaci dobijeni tokom ovog rada trebali igrati velika uloga ne u nastanku ozloglašene „pilule za besmrtnost“, već u razvoju novih sredstava za borbu protiv bolesti, u produžavanju zdrave dugovječnosti.

1 . Živa bića karakteriziraju: negentropija, metabolizam, reprodukcija, naslijeđe i varijabilnost.

2 . Teoriju o abiogenom poreklu života na Zemlji predložio je: A. Oparin.

3 . Evolucijski određeni nivoi živih bića: molekularno genetski, ćelijski, organizmski, populacijsko-vrsta, biogeocenotski, biosfera.

4 . Godine 1839 ćelijsku teoriju su formulirali T. Schwann i M. Schleidon.

5 . Važan dodatak ćelijskoj teoriji da “svaka ćelija dolazi iz druge ćelije” napravio je 1858. R. Virchow.

6 . Prokarioti uključuju plavo-zelene alge i bakterije.

7 . Moderna hipoteza o porijeklu eukariotskih stanica je hipoteza endosimbioze.

8 . Organizmi: prokarioti – organizacija nasljednog materijala: nukleoid.

Organizmi: eukarioti - organizacija nasljednog materijala: hromozomi koji sadrže DNK i proteine.

9 . Savremeni model molekularne organizacije plazma membrane: vena-mozaik.

10 . Organele: ribozomi -- Funkcije: sinteza proteina. Organele: mitohondrije -- Funkcije: formiranje ATP-a. Organele: Smooth ER -- Funkcije: sinteza ugljikohidrata i masti. Organele: lamelarni kompleks -- Funkcije: pakovanje i izlučivanje sekreta i izlučevina izvan ćelije. Organele: centrosom -- Funkcije: učešće u ćelijskoj deobi. Organele: lizozomi -- Funkcije: unutarćelijska probava supstanci.

11 . Ćelijski plazmidi su mali fragmenti: DNK.

12 . Genetsku aktivnost ćelijskog jezgra određuju: euhromatin.

13 . Molekularnu strukturu DNK dešifrovali: Watson i Crick.

14 . Eukariotska DNK molekula: linearna, dvolančana.

15 . DNK eukariotskih ćelija nalazi se u jezgru, hloroplastima i mitohondrijima.

16 . Hemijske komponente hromatina u eukariotskim ćelijama: histonski proteini, DNK, kiseli proteini.

17 . Broj, strukturu i veličinu hromozoma karakteriše: kariotip.

18 . Genetski kod sadrži: 61 semantičku i 3 završna trojka.

19 . Informativni region gena je: egzon.

20 . Područja koja razdvajaju gene su: razmaknici.

21 . Ponovljene sekvence DNK kodiraju za: tRNA, rRNA.

22 .Multigene porodice i kompleksi karakteristični za genom: eukarioti.

23 . Faze biosinteze proteina - Procesi u toku

transkripcija – formiranje pre-mRNA

obrada - pretvaranje pre-mRNA u

zrela mRNA

prevođenje – formiranje primarnog

struktura proteina

konformacija – formiranje konačnog proteinskog molekula

24 . Transkripciju vrši enzim: RNA polimeraza.

25 . Operaon sadrži: promotorski gen, strukturne gene i gen operatora.

26 . Regulacija transkripcije može se provoditi: indukcijom i represijom.

27 . Indukcija operona kod prokariota: ulazak induktora u citoplazmu - formiranje kompleksa induktor-represor - oslobađanje operatorskog gena iz veze sa represorom - kretanje enzima RNA polimeraze do strukturnih gena - čitanje informacija iz strukturnih gena - formiranje konačnog proteinskog proizvoda.

28 . Operaon se može indukovati:

c-AMP, homoni, stadijum-specifični proteini.

Reprodukcija ćelija i organizama.

29 . Pakovanje DNK u hromozomu: nukleozomska nit - mikrofibril - hromonema - hromatida.

30. Nukleosomska nit - elementarnu strukturu eukariotskog hromozoma čine: proteini histona i DNK.

31 . Hromozomi diferenciranih eukariotskih ćelija sadrže: jednu molekulu DNK, histonske proteine.

32 . Faze mitotičkog ciklusa: autosintetička interfaza – profaza – metafaza – anafaza – telofaza.

33 . Mitotički ciklus ćelije uključuje: postsintetski period, sintetički period, presintetički period, mitozu.

34 . Do replikacije DNK dolazi: u sintetičkom periodu.

35 . Najčešći način replikacije DNK kod eukariota: polukonzervativni.

36 . Replikacija DNK na vodećem lancu se dešava: kontinuirano, u smjeru 5 3 (novi lanac).

37 . Događa se replikacija DNK na zaostalom lancu: u Okazaki fragmentima, povremeno.

38 . Očuvanje originalnog seta hromozoma kao rezultat deobe ćelije obezbeđuje: mitoza.

39 . Da bi se održao početni broj hromozoma u anafazi mitoze, hromatide divergiraju do polova.

40 . Biološki značaj mitoze je održavanje postojanosti kariotipa u somatskim ćelijama, sprovođenje procesa regeneracije i rasta i obezbeđivanje aseksualne reprodukcije.

41 . Životni ciklus ćelije može: da se podudara sa mitotičkim ciklusom, uključuje mitotički ciklus, period diferencijacije i smrti.

42 . Tip ćelije Životni ciklus

Nervozna - uključuje diferencijaciju i smrt

Parenhim jetre, bubrega - uključuje heterosintetičku interfazu i mitotički ciklus.

Bazalni sloj epitela kože jednak je mitotičkom sloju.

43 . Aseksualna reprodukcija uključuje: šizogeniju, mitozu.

44 . At aseksualna reprodukcija: potomci predstavljaju genetske kopije roditelja, ćelijski mehanizam je mitoza, materijal se daje prvenstveno za stabilizaciju selekcije.

45 . Seksualna reprodukcija uključuje: partenogenezu, ginogenezu, androgenezu.

46 . Tokom partenogeneze, organizam se razvija iz jajeta.

47 . Tokom androgeneze, organizam se razvija iz dva spermatozoida u citoplazmi jajeta.

48 . Tokom ginegeneze, organizam se razvija iz jajeta.

49 . Faze spermatogeneze: razmnožavanje, rast, sazrijevanje, formiranje.

50 . Faze broja spermatogeneze - Skup hromozoma (n) i DNK molekula (c)

spermatogonija 2n2c

spermatocit prvog reda 2p4s

spermatocit II reda 1n2s

spermatid 1p1s

51 . Ćelije u fazi oogeneze - Skup hromozoma (n) i broj DNK molekula (s)

Oogonia 2n2c

Oocit prvog reda 2p4s

Oocit II reda 1p2s

Ovum 1p1s

52 . Karakteristike mejoze su: u profazi 1 dolazi do konjugacije i ukrštanja hromozoma, u anafazi 1 homologni hromozomi divergiraju do polova ćelije, mejoza uključuje dve deobe, u anafazi 2 hromatide se diveriraju prema polovima ćelije, kao rezultat mejoze , haploidni skup hromozoma se formira u gametama.

53 . U mejozi dolazi do razdvajanja homolognih univalenta: u anafazi1.

54 . U mejozi dolazi do konjugacije homolognih hromozoma i ukrštanja: u profazi1.

55 . Nezavisna segregacija hromozoma tokom mejoze je najvažniji mehanizam: kombinativna varijabilnost.

Individualni razvoj organizama.

56 . Lanceti imaju jajnu ćeliju: prvenstveno izolecitalnu.

57 . Vodozemci imaju jajnu ćeliju: umjereno telolecitalno.

58 . Ptice imaju jajnu ćeliju: oštro telolecitalno.

59 . Placentarni sisari imaju jajnu ćeliju: sekundarni izolecital.

60 . Tokom procesa oplodnje, jajne ćelije luče ginogamone-1, koji: aktiviraju kretanje spermatozoida.

61 . Periodi embriogeneze: zigota, cijepanje, blastula, gastrula, formiranje aksijalnih organa, histo- i organogeneza.

62 . Vrsta jajeta Karakter drobljenja

Primarni izolecital - potpuno ujednačen

Oštro telolecitalno – nepotpuno diskoidno

Umjeren telolecitalni – potpuno neujednačen.

63 . Metode cijepanja i gastrulacije zavise od količine žumanca u jajetu.

64 . Tokom perioda fragmentacije dolazi do mitotičke diobe bez daljeg rasta ćelije.

65 . Fragmentacija ljudskog jajeta: potpuno neravnomjerna.

66 . Gastrulacija u placentama nastaje: delaminacijom.

67 . Mozak, kičmena moždina i receptori ljudskih čulnih organa razvijaju se: iz ektoderme.

68 . Srce i krvni sudovi ljudi se razvijaju iz područja mezoderma: splanhnotoma.

69 . Ljudska jetra i pankreas se razvijaju: iz endoderme.

70 . Ljudski mišićno-koštani sistem se razvija iz područja mezoderma: sklerotoma, miotoma.

71 . Zubna tkiva se razvijaju: gleđ - iz ektoderma, dentin - iz mezoderma, pulpa - iz endoderma.

72 . Privremeni organi anamnije uključuju: žumančanu vreću.

73 . Ljudsku posteljicu čine: sluznica materice i horion.

74 . U vezi sa razvojem placente kod sisara se smanjuju: žumančana vreća i alantois.

75 . Horionske resice se ispiru krvlju majčinog tijela u posteljici: hemohorijalna.

76 . Genetska regulacija ontogeneze provodi se sekvencijalnom derepresijom i potiskivanjem gena.

77 . Genski proizvodi (mRNA, rRNA, itd.) koji određuju razvoj zigota sintetiziraju se tokom oogeneze.

78 . Genom embriona kičmenjaka je uvijek potisnut u fazi zigote.

79 . Pufovi politenskih hromozoma su: aktivni regioni genoma, privremene formacije,

80 . Derepresija gena ljudskog embriona počinje u fazi fragmentacije.

81 . Totipotencija ljudskih embrionalnih ćelija: veća za ranim fazama razvoj.

82 . Ćelije embriona su sposobne da menjaju smer dalji razvoj u fazi: drobljenje.

83 . Razvoj jednojajčanih blizanaca kod ljudi je nemoguć zbog: totipotentnosti blastomera.

84 . Razvoj jednojajčanih blizanaca kod osobe moguć je zbog vrste njegovog jajeta: regulatornog.

85 . Kanalizacija razvoja embriona povezana je sa sticanjem: unipotencije blastomera, labilnog određivanja.

86 . Diferencijacija ćelija u embriogenezi je posledica: diferencijalne aktivnosti gena, međućelijskih kontaktnih interakcija.

87 . Embrionalnu indukciju karakteriziraju: utjecaj jednih rudimenata na razvoj drugih, prisustvo organizatora, lanac uzastopnih indukcija i sposobnost embrionalnog rudimenta da percipira induktor.

88 . IN kritični periodi embriogeneza se primjećuje: fundamentalne promjene u razvoju embrija, najveća osjetljivost na djelovanje štetni faktori, povećan perinatalni mortalitet.

89. Podložnost embriona delovanju spoljašnjih faktora tokom kritičnih perioda: povećava se.

90 . U embriogenezi, kritični periodi za ceo embrion: implantacija, placentacija.

91 . Najveća osjetljivost organa embriona sisara na djelovanje štetnih faktora manifestuje se u periodima: formiranja posteljice, zarastanja organa.

92 . U periodu histo- i organogeneze nastaju defekti: fenokopije, nenasljedne.

93 . Nasljedne razvojne mane kod ljudi uzrokovane su: generativnim mutacijama, mutacijama u zigoti.

94 . Nasljedne razvojne mane kod ljudi uzrokovane su mutacijama: u zametnim stanicama, u zigoti, u blastomerima u ranim fazama cijepanja.

95 . Tokom razvoja sa nepotpunom metamorfozom, člankonošce karakteriziraju sljedeći stadiji: nimfe, larve, jaja, odrasle jedinke.

96 . Razvoj s potpunom metamorfozom karakteriziraju faze: larve, jaja, kukuljice, imago.

97 . Histološki enzimi lizosoma uništavaju organe prethodne faze razvoja tokom perioda: kukuljice.

98 . Starost Period postnatalne ontogeneze čovjeka

8-12 godina 1. djetinjstvo

Tinejdžer od 13-16 godina

Mladost 17-21 godina

22-35 godina 1. period punoljetstva

36-69 godina 2. period punoljetstva

99 . Vodeći faktor koji utiče na brzinu puberteta kod ljudi je priroda ishrane.

100 . Ljudski rast: ima različite stope u svim fazama ontogeneze, kontroliše ga nekoliko nealelnih gena i zavisi od uslova okoline.

101 . Predreproduktivni period ljudske ontogeneze karakteriše: diferencijacija organskih sistema, rast tela i formiranje sekundarnih polnih karakteristika.

102 . Smanjenje životnog vijeka ljudi uzrokovano je: prekomjernom težinom, alkoholizmom, toksičnim djelovanjem duhanskog dima i teškim emocionalnim stresom.

103. Postproduktivni period ljudske ontogeneze karakteriše: smanjenje adaptivnih sposobnosti organizma, usporavanje metaboličkih procesa, društvena zrelost i iskustvo, involucija sistema i organa.

104 . Glavni mehanizam starenja je genetski programirani poremećaj homeostaze.

Endocrine S. Brown-Séquard

Intoksikacija tijela produktima truljenja i bakterijskim otrovima - I. Pavlov

Akumulacija sa godinama slobodni radikali- Harmane

Preopterećenje nervnog sistema - I. Pavlov

Starenje vezivnog tkiva - A. Bogomolets

Genetski programirani životni vijek - L. Hayflick

107 . Starenje čovjeka prati: smanjenje nivoa probavnih sokova, smanjenje vitalni kapacitet pluća, oslabljen imunitet.

108 . Vodeći faktor ljudske dugovječnosti, dokazan metodom blizanaca, je nasljeđe.

109 . Nasljedna priroda dugovječnosti potvrđena je metodom blizanaca.

110 . Ljudski gen za starenje nalazi se: u 1. paru hromozoma.

OSNOVE GENETIKA.

111 . Citološka osnova “čistoće” gameta je: divergencija homolognih hromozoma u anafazi 1 mejotičke podjele, prisustvo jednog alelnog gena iz para u gameti.

112 . Prema 2. Mendelovom zakonu, karakteristike hibrida su podijeljene u omjeru: 1:2:1 prema genotipu i 3:1 prema fenotipu.

113 . Uz nepotpunu dominaciju, fenotipski rascjep kod potomaka od ukrštanja dva heterozigotna organizma je: 1:2:1.

114 . Interakcija između gena - Primjeri

potpuna dominacija IaIo, IbIo

kodominacija IaIb

115 . Da bi se utvrdio genotip jedinke (analitički križ), ukršta se: sa recesivnim svojstvom.

116 . Vjerovatnoća Rh konflikta u braku Rh-pozitivne homozigotne majke i Rh-negativnog oca: 0%.

117 . Vjerovatnoća Rh konflikta u braku Rh-pozitivne heterozigotne majke i Rh-negativnog oca: 0%.

118 . Vjerovatnoća Rh konflikta u braku Rh-negativne majke i Rh-pozitivnog homozigotnog oca za ovu osobinu: 100%.

119 . Vjerovatnoća Rh konflikta u braku heterozigotnih roditelja Rh faktora: 0%.

120 . Vjerovatnoća Rh konflikta u braku Rh negativne majke i Rh-pozitivnog heterozigotnog oca: 50%.

121 . Višestruki alelizam znači prisustvo u genetskom fondu nekoliko alela jednog gena, odgovornih za razvoj različitih manifestacija osobine.

122 . Kada geni interaguju prema tipu kodominacije: oba alelna gena se pojavljuju istovremeno u fenotipu.

123 . Za kodominaciju je karakteristično prisustvo u genotipu dva podjednako funkcionalno aktivna alela jednog gena.

124 . Djeca imaju I, II, III, IV krvnu grupu. Moguće krvne grupe roditelja: II i III.

125 . Roditelji su heterozigoti za III krvnu grupu. Vjerovatnoća za rođenje djeteta sa krvnom grupom III je: 75%.

126 . Majka sa II krvnom grupom ima dete sa I krvnom grupom. Moguće grupe očeva krv: I, II, III.

127 . Djeca roditelja I i IV krvne grupe nasljeđuju: II i III.

128 . Pleiotropija je pojava u kojoj: jedan par gena kontroliše ispoljavanje nekoliko osobina.

129 . Prema Mendelovom 3. zakonu, karakteristike hibrida se dijele u odnosu: 9:3:3:1 prema fenotipu.

130 . Moguće je fenotipsko cijepanje u odnosu 13:3 ili 12:3:1: tokom epistaze.

131 . Moguće je fenotipsko cijepanje u omjeru 9:7: uz komplementarnu interakciju.

132 . Uz komplementarnu interakciju, novi kvalitet osobine će biti u slučaju genotipova: AaBb, AABB, AAVb, AaBB.

133 . Sa epistatskim djelovanjem dominantnog gena (B), manifestacija osobine koju kontrolira dominantni gen (A) neće biti u genotipovima: AABB, AaBB, AAVb, AaBv.

134 . Različiti stepen ozbiljnosti znakova boje kože, rasta tijela i miopije kod ljudi uzrokovan je: polimerom.

135. Povezano nasljeđivanje osobina ustanovio je T. Morgan.

136

Vezana grupa – geni lokalizovani na istom hromozomu

Genetsko mapiranje - određivanje položaja gena u odnosu na druge gene na hromozomu

Povezano nasljeđivanje osobina - nasljeđivanje osobina koje kontroliraju geni lokalizirani na istom kromosomu

Seksualno nasljeđivanje je nasljeđivanje osobina čiji su geni lokalizirani u nehomolognim regijama X ili Y hromozoma.

137 . Fenotipsko cijepanje pri ukrštanju AaBv x aabb bit će:

Kod nezavisnog nasljeđivanja - AaBv, aavv, Aavv, aaBv su jednako vjerovatne.

Kod potpunog povezivanja gena - AaBb, aaBb su podjednako vjerovatne.

U slučaju nepotpunog povezivanja gena - AaBb, aaBb, AaBb, aaBb u različitim omjerima.

138 . Genotip jedinke je AaBb, locirani su geni A i B - Mogući % odnos gameta

U različitim parovima hromozoma - AB, Av, aB, ab - u jednakim % omjerima

U jednom hromozomu i veza je potpuna - AB i aa u jednakim % omjerima

U jednom hromozomu nepotpuna veza - AB, Av, aB, ab - u različitim % omjerima.

139 . Geni lokalizovani na istom hromozomu su naslijeđeni: povezani.

140 . Udaljenost između gena, prema Morganovoj teoriji, određena je: procentom ukrštanja organizama dobivenih analitičkim ukrštanjem.

141 . Učestalost križanja ovisi o udaljenosti između gena na hromozomu.

143 . Mogući broj ukrštanja: uvijek manji od 50%.

144 . Ako je udaljenost između gena A-B 15 morganida, geni A-C su 25 morganida, a geni B-C 10 morganida, onda su geni na hromozomu raspoređeni u redoslijedu: A-B-C.

145 . Broj crossover gameta bit će veći ako je udaljenost između gena koji kontroliraju osobine koje se proučavaju jednaka: 25 morganida.

146 . Ako muškarac s polidaktilijom i kataraktom dobijenom od majke, čiji su geni dominantni, lokalizirani u jednom autosomu i apsolutno povezani, oženi zdravu ženu, tada je veća vjerovatnoća da će djeca naslijediti: oba defekta u isto vrijeme će biti zdrava .

147 . Ako je udaljenost između gena A i B u autosomu 40 morganida, tada se u diheterozigotnom organizmu formiraju gamete: 30% svake neukrštene varijante, 20% svake ukrštene varijante.

148 . Homogametnost je karakteristična za ženke: sisare, vinske mušice.

149 . Osobine vezane za pol se nasljeđuju, kontroliraju geni lokalizirani: u X hromozomima, u Y hromozomima.

150 . Karakteri pod kontrolom gena koji se nalaze u nehomolognom području X hromozoma iu nehomolognom području Y hromozoma nasljeđuju se na potpuno spolno vezan način.

151 . Žena koja je nosilac hemofilije i zdrav covek. Mogućnost fenotipskog ispoljavanja ove osobine kod dece je: 50% kod dečaka.

152 . Ako muškarac koji boluje od daltonizma oženi ženu koja je nosilac istog gena, vjerovatnoća ove osobine kod djece će biti: 50% kod djevojčica i 50% kod dječaka.

153 . Muškarac koji ima hipertrihozu, naslijeđenu kao osobinu vezanu za Y hromozom, ženi se. Vjerovatnoća da se ovaj simptom pojavi kod djece: 100% kod dječaka.

154 . Osnovni pojmovi i njihove definicije:

Osobine vezane za pol – osobine su kontrolirane genima koji se nalaze na polnim hromozomima.

Osobine zavisne od spola - priroda manifestacije dominantnog gena ovisi o spolu.

Osobine ograničene na spol – geni su prisutni u oba spola, ali su osobine izražene u jednom spolu.

155 . Varijabilnost modifikacije povezana je s promjenama aktivnosti enzima.

156 . Metoda za proučavanje varijabilnosti modifikacije je: varijaciono-statička.

157 . Raspon varijabilnosti modifikacije je: norma reakcije.

158 . Vrijednosti karakteristike čine niz varijacija s promjenljivošću: modifikacija.

159 . Krivulja varijacije, koja odražava promjenu osobine unutar reakcione norme, pokazuje da se organizmi: sa prosječnom vrijednošću osobine nalaze sa velikom učestalošću, a s ekstremnim vrijednostima osobine su rijetki.

160. Norma reakcije osobine: naslijeđena je, prilagodljiva je po prirodi, može se mijenjati pod utjecajem faktora okoline.

161 . Nestabilni uslovi životne sredine doprinose očuvanju organizama sa velikom brzinom reakcije.

162 . Stepen izraženosti neke karakteristike naziva se: ekspresivnost.

163 . Prodor gena u osobinu naziva se penetracija.

164 . Nove kombinacije osobina u potomstvu nastaju zbog: kombinacije gena.

165 . Mehanizmi kombinativne varijabilnosti: ukrštanje, slučajni odabir roditeljskih parova, slučajni susret gameta tokom oplodnje, vegetativna reprodukcija.

166 . Do rekombinacije naslednih informacija dolazi: tokom konjugacije.

167 . Nove kombinacije karaktera u organizmima su moguće kao rezultat: nezavisne divergencije hromozoma, crossingovera, slučajnog susreta gameta tokom oplodnje, nasumične selekcije roditeljskih parova.

168 . Mutacije i njihove karakteristike:

Heteroploidija je povećanje ili smanjenje kariotipa za jedan hromozom.

Poliploidija je povećanje broja hromozoma koji je višestruki od haploidnog skupa.

Inverzija je rotacija dijela hromozoma za 180.

Duplikacija je udvostručenje dijela hromozoma.

Delecija je gubitak dijela hromozoma.

169 . Mutacije gena uzrokuju: anemiju srpastih stanica, fenil kletonuriju.

170 . Generativne mutacije su naslijeđene, neusmjerene su i slične su kod genetski bliskih vrsta.

171 . Zakon o homološkim serijama nasljedne varijabilnosti otkrio je 1932. godine N.I.

172 . Uloga mutacije u evolucijskom procesu je povećanje genetske raznolikosti jedinki u populacijama, povećanje rezerve za nasljednu varijabilnost.

173 . Antimutacijski mehanizmi uključuju: popravku DNK, višestruka ponavljanja gena, uparivanje hromozoma i degeneraciju genetskog koda.

174 . Periodi izlaganja ljudi povećanoj sunčevoj aktivnosti praćeni su: povećanjem učestalosti mutacija, povećanjem učestalosti genetski uvjetovanih bolesti i povećanjem incidencije malignih tumora.

175 . Genealoška metoda omogućava utvrđivanje: vrste nasljeđivanja bolesti ili osobine i predviđanje rizika od bolesti za potomstvo.

176 . Kod autosomno dominantnog tipa nasljeđivanja: osobina se otkriva u svakoj generaciji, vjerovatnoća da se rijetka osobina manifestira kod djeteta, ako jedan od roditelja ima ovu osobinu, je 50%, muški i ženski potomci nasljeđuju osobine sa istim frekvencija.

177 . Glavna metoda za dijagnosticiranje ljudskih hromozomskih bolesti je citogenetska.

178 . Genske mutacije se mogu otkriti metodom: biohemijskom.

179 . Citogenetska metoda identificira mutacije: hromozomske, genomske.

180 . Za direktna metoda koristi se proučavanje ljudskog kariotipa: diobe ćelija koštane srži.

181 . Materijal za indirektna metoda studije kariotipa: ćelijska kultura iz amnionske tečnosti.

182 . Denverska klasifikacija hromozoma zasniva se na: diferencijalnom bojenju hromozoma.

183 . Pariska klasifikacija hromozoma zasniva se na: diferencijalnom bojenju metafaznih hromozoma.

184 . Genomske mutacije uzrokuju: Downov sindrom, Patauov sindrom.

185 . Kršenje broja autosoma uzrokuje sljedeće sindrome: Patau, Down.

186 . Sljedeći sindromi povezani su s kršenjem strukture hromozoma: Wolff, "Cry of Cat".

187 . Kariotip i hromozomske bolesti:

47,21+ -- Vukov sindrom

47.HHH -- ženski sindrom trisomije

47.HHU - Klinefelterov sindrom

188 . Ekspresna metoda za određivanje spolnog hromatina može se koristiti za dijagnosticiranje sljedećih sindroma: Shereshevsky-Turner, Klinefelter.

189 . X-spolni hromatin (Barrovo tijelo) je odsutan kod Shereshevsky-Turner sindroma.

190 . Određuje se X-spolni hromatin: u somatskim ćelijama u fazi interfaze.

191 . Da bi se utvrdila relativna uloga genotipa i sredine u nastanku bolesti kod ljudi, koristi se metoda blizanaca.

192 . Vodeći faktor za razvoj simptoma ili bolesti - Znakovi ili bolesti. Holzingerov koeficijent heritabilnosti

Srijeda – zauške (zauške) H=1,0, rascjep usne H=0,3, endemska struma H=0,4.

Genotip – oblik nosa H=1,0

Okruženje i genotip – dijabetes melitus N=0,6

193 . Genetika ljudske populacije proučava genetičku strukturu populacija, učestalost pojavljivanja alela koji uzrokuju bolesti kod ljudi.

194. Učestalost pojave genetski uvjetovanih ljudskih bolesti raspoređena je prema Hardy-Weinbergovom zakonu.

195 . Povećan rizik od rađanja djece s nasljednim anomalijama je zbog: geografske izolacije, srodnih brakova.

196 . Geografski i društveni izolati povećavaju rizik od rađanja djece sa nasljednom patologijom zbog: homogenizacije populacija.

197 . Kršenje panmiksije u populacijama dovodi do povećanja nasljednih patologija, do vjerojatnosti prijelaza recesivnih gena u homozigotno stanje.

198-199 . Stepen srodnosti i udio zajedničkih gena:

monozigotni blizanci – 100%

braća i sestre – 50%

Stric i nećak – 25%

Roditelj i dijete – 50%

djed i unuk – 25%

200 . Koeficijent srodnosti određuje: udio zajedničkih gena primljenih od predaka

201 . Krvni brakovi povećavaju vjerovatnoću: tranzicije recesivnih gena u homozigotno stanje.

202 . Fagi mogu izvršiti: transdukciju.

203 . Metode transgeneze su: transformacija, transdukcija.

204 . Metoda genetskog inženjeringa je: transgenoza.

205 . DOBIJANJE - METODE

Sojevi Escherichia coli koji sintetiziraju ljudske hormone zadatak su genetskog inženjeringa.

Ljudski hormoni koje sintetizira Escherichia coli u industrijskim razmjerima je zadatak biotehnologije.

206 . Genska terapija se sastoji od: popravke defektnog gena, zamjene defektnog gena.

HOMEOSTAZA

207 . Genetska homeostaza je: očuvanje genetske individualnosti.

208 . Mehanizmi za održavanje genetske homeostaze: replikacija DNK, popravka DNK, precizna distribucija genetskih informacija tokom mitoze.

209 . S rastom tumora: povećava se proliferacija ćelija, gubi se sposobnost diferencijacije.

210 . Konstitucijski imunitet nastaje zbog: odsustva interakcije između ćelijskih receptora i antigena.

211 . TO nespecifični faktori imunološka odbrana kod sisara uključuje: barijernu funkciju epitela kože i sluzokože, lizozim, baktericidna svojstva želučanog i crijevnog soka.

212 . Faktori nespecifične imunološke odbrane kod kičmenjaka uključuju tkivne barijere i lizozim.

213 . TO centralne vlasti Imuni sistem amniota uključuje: Peyerove mrlje tankog crijeva, Fabriciusovu burzu, koštanu srž, timus.

214 . Periferni organi imunog sistema su: limfni čvorovi, slezina, nepčani krajnici.

215 . Kod ljudi, organi imunog sistema su: Limfni čvorovi, Peyerove zakrpe, koštana srž.

216 . Oblici imuniteta i primjeri:

Specifično – stvaranje antitela.

Nespecifična – svojstva barijere kože, antimikrobna svojstva lizozima.

217 . Antitijela sintetiziraju plazma ćelije.

218 . Ćelijski imunitet se ne razvija: autotransplantacijom.

219 . Tolerancija je: odsustvo imunološkog odgovora na antigen.

220 . Fiziološka regeneracija obezbeđuje: samoobnavljanje na nivou tkiva.

221 . Glavne metode reparativne regeneracije unutrašnjih organa sisara: regenerativna hipertrofija, kompenzacijska hipertrofija.

Za tango je potrebno dvoje

Ljudska dugovječnost: genetika ili stil života? Za tango je potrebno dvoje

Giuseppe Passarino i dr., Imunitet i starenje, 2016

Prevod Evgenije Rjabceve

Zdravo starenje i dugovječnost ljudi uvjetovani su uspješnom kombinacijom genetskih i negenetskih faktora. Porodične studije su pokazale da je otprilike 25% varijabilnosti u ljudskom životnom vijeku uzrokovano genetskim faktorima. Potražite genetske i molekularnu osnovu starenje je dovelo do identifikacije gena koji su u korelaciji sa održavanjem vitalne aktivnosti ćelije i njenom bazalni metabolizam, kao glavni genetski faktori koji utiču na individualnu varijabilnost fenotipa starenja. Osim toga, studije koje ispituju efekte niskokalorične dijete i gena povezanih sa signalnim putevima koji osjete nutrijente su pokazale da niskokalorična dijeta i/ili genetski efikasan metabolizam hranljive materije može prilagoditi očekivani životni vijek pružanjem efikasno održavanje vitalnu aktivnost ćelija i organizma. Nedavne epigenetske studije su pokazale da su epigenetske modifikacije, modulirane i genetskim profilom i načinom života, visoko osjetljive na proces starenja i mogu djelovati kao biomarkeri kvalitete starenja i utjecati na brzinu i kvalitetu starenja.

Ukupni rezultati savremena istraživanja sugeriraju da su intervencije koje mijenjaju interakciju između genetskog profila i okoline neophodne da bi se odredile šanse pojedinca za dugovječnost.

Preduvjeti

Broj studija posvećenih proučavanju starenja i, posebno, traženju faktora koji određuju uspješno starenje i aktivna dugovječnost, kontinuirano raste posljednjih decenija, uključujući i zbog sve većeg opterećenja socijalne i medicinske sfere, u korelaciji sa postupnim povećanjem očekivanog životnog vijeka ljudi u razvijenim zemljama i, shodno tome, porastom populacije starijih osoba. Jedno od glavnih pitanja u ovoj oblasti je korelacija između genetskog profila i načina života u određivanju šanse osobe da odgodi starenje (moguće bez bolesti i invaliditeta povezanih sa starenjem) i dugovječnosti. Nalazi biogerontologa tokom godina koji naglašavaju većinu bioloških i biohemijskih mehanizama uključenih u proces starenja omogućili su bolje razumevanje ove korelacije. Ovo je dovelo do pojave složenih, važnih strategija koje imaju za cilj da razviju moguće intervencije u načinu života kako bi se povećale šanse za dugovječnost modulacijom temeljnih molekularnih mehanizama starenja.

Genetika starenja

Sve do 1990-ih, široko prihvaćena hipoteza bila je da je starenje neizbježno i neregulisano. genetski faktori. Sa ove tačke gledišta, važna ideja je bila da starenje nastupa na kraju reprodukcije, kada više ne postoji ne samo potreba, već i mogućnost selekcije koja deluje na gene izražene u kasnijim fazama života.

Prvi istraživač koji je proučavao genetiku starenja i dugovječnosti bio je Tom Johnson, koji je radio sa populacijama okruglih crva C.elegans u kojima je mogao odvojiti dugovječne jedinke od kratkovječnih. Na osnovu rezultata proučavanja hibridnih organizama dobijenih ukrštanjem različitih linija crva, ustanovio je da je očekivani životni vijek 20-50% određen naslijeđem. Nakon toga je počeo proučavati karakteristike raznih mutanata i zajedno sa M. Klassom identificirao nekoliko mutanata s očito produženim životnim vijekom. Dalja istraživanja su pokazala da većina dugovječnih mutanata ima mutacije u genu age1. Pokazalo se da ovaj gen kodira katalitičku podjedinicu enzima fosfatidilinozitol 3-kinaze klase I (PI3K).

Johnsonovo istraživanje jasno je pokazalo da genetske varijacije zaista mogu utjecati na očekivani životni vijek. Ovo je potaknulo mnoga istraživanja modelnih organizama kako bi se dešifrirali različiti biohemijski mehanizmi koji mogu utjecati na životni vijek, kao i da se identifikuju geni koji kodiraju proteine ​​uključene u ove mehanizme. Kvasci su se uglavnom koristili kao modeli. okrugli crvi C.elegans, Drosophila voćne mušice i miševi (najnovija lista takvih gena može se naći na GenAge web stranici http://genomics.senescence.info/genes/models.html). Većina ovih gena povezana je sa održavanjem integriteta ćelije (naročito integriteta DNK). Međutim, kod C.elegansa, neki od glavnih gena koji moduliraju životni vijek (daf2, daf16) povezani su sa sposobnošću ulaska u dauer stanje – stanje mirovanja ili „spavanja“ (obično karakteristično za stanja nedostatka nutrijenata) sa minimalnim trošenje energije, što dovodi do prestanka reproduktivnog procesa i omogućava tijelu da živi duže "čekajući" da se pojave nutrijenti. Na osnovu ovoga, logično je pretpostaviti da se dugovječnost može postići efikasnim održavanjem života ćelije, kao i preraspodjelom resursa iz procesa reprodukcije u održavanje života, što je u skladu s ranijim rezultatima prema kojima je niska -kalorična dijeta može produžiti životni vijek. Nakon karakterizacije ovih gena kod C. elegans, otkriveno je da kod miševa, ortolog gena daf16 (FOXO) također može utjecati na životni vijek. Kod sisara, FOXO korelira sa signalnom osom faktora rasta-1 inzulinu/inzulinu stimulisanom dostupnošću nutrijenata i, preko FOXO-a, aktivira sintezu proteina.

Treba napomenuti da, prema nekim autorima, ovi moduliraju životni vijek molekularni mehanizmi može biti posljedica pleiotropnog efekta gena koji su evoluirali da služe različitim svrhama (kao što su geni za signalni put faktora rasta-1 sličan insulinu, koji je evoluirao kao mehanizam za odgovor na dostupnost/odsutnost nutrijenata), ali su u konačnici sposobni za utičući na očekivani životni vek. Drugi su sugerirali da su neki geni možda evoluirali kako bi implementirali program starenja i eliminirali "besmrtnost", jer bi to spriječilo kontinuiranu zamjenu starih jedinki novim, mlađim pripadnicima vrste.

Jasno je da se fokus istraživanja koji ispituje genetsku osnovu dugovječnosti neminovno pomjerio na ljude i na rasvjetljavanje sposobnosti genetskih varijanti uobičajenih u ljudskoj populaciji da utiču na međuindividualne razlike u životnom vijeku, kao i na identifikaciju potencijalnih korelacija između gena koji produžavaju životni vijek u modelnih organizama i ljudskog životnog vijeka.

Što se tiče prvog pitanja (Da li uobičajene genetske varijante utječu na životni vijek i, posebno, određuju li dugovječnost?), proučavano je korištenjem dva pristupa. Prvi je bio rekonstruisati porodično stablo dugovječnih ljudi i uporediti krivulje preživljavanja njegovih članova sa krivuljama preživljavanja kontingenata pojedinaca rođenih iste godine u istim regijama. Ovaj pristup je pokazao da braća i sestre dugovječnih pojedinaca imaju jasnu prednost u preživljavanju (u bilo kojoj dobi) u odnosu na opću populaciju. Drugi pristup, koji koristi kontrolu unutar porodice, uveli su Montesanto et al. da napravi razliku između genetskih i „porodičnih“ efekata, a sastojao se od poređenja funkcije preživljavanja braće dugovečnih ljudi sa odgovarajućim parametrima za njihove zetove, odnosno muškarce oženjene njihovim sestrama. Pretpostavljalo se da su ti ljudi živjeli u uslovima sličnim onima u braći stogodišnjaka. Koristeći ovaj pristup, ustanovljeno je da braća stogodišnjaka ne dijele u potpunosti svoje prednosti preživljavanja sa muževima svojih sestara, uprkos tome što su živjeli u slični uslovi. Ovi rezultati sugeriraju da, pored porodičnog okruženja, genetski faktori utiču na preživljavanje, a time i na očekivani životni vijek. Zanimljiva činjenica je da u ovu studiju Krivulja preživljavanja za sestre stogodišnjaka nije se razlikovala od krive za stogodišnjake supruge njihove braće, što ukazuje na izraženiju ulogu genetske komponente u preživljavanju muškaraca nego u preživljavanju žena. Genetska komponenta ljudskog životnog vijeka također je analizirana poređenjem starosti u trenutku smrti jednojajčanih i jednojajčanih blizanaca. Na osnovu rezultata utvrđeno je da je otprilike 25% varijabilnosti u ljudskoj dugovječnosti uzrokovano genetskim faktorima, te da je ova komponenta izraženija kasnije u životu i važnija je za muškarce nego za žene.

Paralelno s gore opisanim radom, mnogi istraživači su počeli tražiti genetske varijante odgovorne za modulaciju ljudske dugovječnosti. Takav rad rađen je uglavnom metodom slučaj-kontrola, koja je uključivala poređenje učestalosti pojavljivanja određenih polimorfizama kod dugovječnih osoba i mlađih članova kontrolne grupe koji žive na istom geografskom području. Obrazloženje za dizajn ove studije je da kako populacija stari, aleli koji su povoljni za preživljavanje kod dugovječnih pojedinaca će se pojaviti na višim frekvencijama, dok će nepovoljni aleli biti eliminirani. Geni kandidati analizirani ovim pristupom bili su ili geni uključeni u bolesti povezane sa starenjem (kao što je gen za apolipoprotein E (APOE), koji je uključen u osjetljivost na Alchajmerovu bolest i druge patologije povezane sa starenjem) ili geni uključeni u signalne puteve povezane sa dugovječnost u studijama na modelnim organizmima (inzulinu sličan faktor rasta-1 (IGF-1), FOXO, sirtuini). Takve studije su zaista dovele do otkrića brojnih polimorfnih gena, čija varijabilnost utječe na dugovječnost. Međutim, kako se pokazalo, svaki od ovih polimorfizama objašnjava samo mali dio varijabilnosti u dugovječnosti. Zaista, nedavne analize visokog učinka u cijelom genomu identificirale su mnoge gene koji su pozitivno povezani sa dugovječnošću, ali vrlo malo njih je preživjelo višestruke testove statističke značajnosti i ponovilo svoje rezultate u razne studije sprovedeno za različite populacije. Činilo se da su stratifikacija stanovništva i neadekvatna veličina uzorka najvjerovatnije objašnjenje za ovo. Inovativni dizajn studija i razvoj novih statističkih i računarskih alata za efikasnu obradu genetskih podataka generisanih visoko propusnim DNK tehnologijama pomoći će da se bolje razumije složena genetska arhitektura koja leži u osnovi ljudske dugovječnosti.

Novi pristup za proučavanje genetskih podataka predložili su Raule et al. , koji je analizirao kompletne sekvence mitohondrijske DNK dugovječnih ljudi iz različitih regija Evrope. Dostupnost kompletnih sekvenci je po prvi put omogućila da se procijene kumulativni efekti specifičnih popratnih mutacija u mitohondrijskoj DNK (mtDNK), uključujući one koje pojedinačno imaju mali ili vrlo mali učinak. Rezultati analize su pokazali da prisustvo pojedinačnih mutacija u kompleksu I mtDNK može biti korisno u smislu dugovječnosti, dok prisustvo istovremenih mutacija u dva kompleksa I i III ili I i V odjednom može smanjiti čovjekove šanse za dugovječnost. . Prethodne analize pojedinačnih mutacija u kompleksu I (specifične mutacije ili mutacije koje definiraju grupe haplotipova) dale su oprečne rezultate, pokazujući povezanost s dugovječnošću u nekim slučajevima, a bez povezanosti u drugim. Vjerovatno pozitivni rezultati su dobijene za populacije u kojima kompleksne mutacije I nisu bile povezane sa mutacijama kompleksa III ili V, dok negativni rezultati dobijeni su za populacije sa visokom frekvencijom haplotipova mtDNA koje nose mutacije kompleksa I u vezi s mutacijama kompleksa III i V. Rezultati dobijeni ovim pristupom potvrdili su da većina genetskih varijanti ima vrlo ograničen učinak na dugovječnost, te da samo njihov kumulativni učinak može činiti osnovu stabilne značajne manifestacije. Osim toga, oni ukazuju da je granica ranije korištenih metoda analize bila identifikacija pojedinačnih mutacija, a ne kumulativnih efekata. S druge strane, vrlo je teško raspravljati o primjeni ovog pristupa, koji se koristi za proučavanje mitohondrijalne DNK, na genomsku DNK, osim za analizu malih frakcija (ili specifičnih regija koje sadrže gene uključene u odgovarajuće signalne puteve).

Sve u svemu, rezultati istraživanja genetskih asocijacija sugeriraju da su kod ljudi mutacije u genima povezane s održavanjem vitalnosti stanica i osnovnog metabolizma također fundamentalne u moduliranju životnog vijeka. Zaista, otkriveno je da geni uključeni u popravak oštećenja DNK, održavanje dužine telomera, odgovor na toplotni šok i regulaciju nivoa slobodnih radikala potiču dugovječnost ili, u slučaju smanjene funkcionalnosti, ubrzan ulazak u fazu fiziološkog starenja (ćelijsko starenje). i kasnije starenje organizma. Osim toga, signalni putevi uključeni u regulaciju nutrijenata i transkripciju, kao što je faktor rasta sličan insulinu-1/os inzulina i cilj proteina rapamicina (TOR), uključeni su u modulaciju ljudske dugovječnosti, kao što je pokazano u studijama na miševima. Prema rezultatima paralelnog rada, posebno kliničkim ispitivanjima Pored ovih gena uključenih u održavanje vitalne aktivnosti/metabolizma ćelije i fiziološkog starenja, geni uključeni u važne procese u organizmu mogu dati veliki doprinos starenju i dugovječnosti. Na primjer, ustanovljeno je da geni uključeni u metabolizam lipoproteina (posebno apolipoproteina E), homeostazu kardiovaskularnog sistema, imunitet i upale, igraju važnu ulogu u starenju, nastanku bolesti povezanih sa starenjem i dugovječnosti organizma.

Ljudska dugovječnost i način života

IN zapadne zemlje Očekivani životni vek pri rođenju se povećao tokom većeg dela prošlog milenijuma zbog kontinuiranog poboljšanja kvaliteta zdravstvene zaštite, životnih uslova (posebno pristupa čistim bezbednu vodu i hrana), kao i prehrambeni proizvodi. Na primjer, u Italiji je očekivani životni vijek povećan sa 29 godina u 1861. na 82 godine u 2011. (promjene ovog pokazatelja za žene i muškarce prikazane su u Tabeli 1). Isto tako, stope izuzetne dugovječnosti su se povećavale tokom godina. Broj stogodišnjaka (također u Italiji) koji su prešli granicu od 100 godina značajno se povećao sa 165 u 1951. na više od 15.000 u 2011. godini. Ovi rezultati su uglavnom postignuti zahvaljujući smanjenju incidencije zarazne bolesti, što je zauzvrat značajno smanjilo smrtnost i dojenčadi i odraslih. Naime, 2011. godine manje od 10% smrtnih slučajeva dogodilo se kod osoba mlađih od 60 godina, dok se 1872., 1901. i