top of page

Пакетиране на ДНК

В ДНК се кодира информация за нашите гени - около 60 000 в човешкия геном. Молекулата на ДНК е доста дълга и трябва да се пакетира плътно в 22 хромозоми в соматичните клетки и 22 хромозоми и една Х или една Y-хромозома в гаметите. Пакетирането започва чрез навиване на ДНК около октамер от хистони. След това се формира структура "мъниста на нишка", като от нея се образува нуклеозома и хроматинова нишка - разширена и кондендирана - формира се хроматин. Най-накрая ДНК се пакетира в хромозомите и се съхранява в ядрото на клетките, където може да бъде защитена от случайно накъсване и увреда. Пакетирането на ДНК наподобява плетене на една кука - със всяка бримка, конецът се скъсява, като плетката се сгъстява и се оформя исканата от нас форма (Вж. Фигурата - Пакетиране на ДНК).    

Пет обзорни статии за сиртуини

2.

Shouji Matsushima and Junichi Sadoshima. The role of sirtuins in cardiac disease. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2015 Nov; 309(9): H1375–H1389. doi: 10.1152/ajpheart.00053.2015

4.

Wioleta Kupis, Jan Pałyga, Ewa Tomal, and Ewa Niewiadomska. The role of sirtuins in cellular homeostasis. J Physiol Biochem. 2016; 72: 371–380. doi: 10.1007/s13105-016-0492-6

Какво представляват сиртуините?

Сиртуините са NAD+ (никотинамид аденин динуклеотид)-зависими ензими - деацетилази, които премахват ацетилни групи от клетъчни протеини и променят тяхната функция. Деацетилират се протеини в цитоплазмата, където се регулира клетъчния метаболизъм или/и в ядрото, където регулира експресията на гени. В ядрото има няколко фини механизма на контрол за:

​

  • опаковане на ДНК около протеини наречени хистони,

  • свързване на транкрипционни фактори към определени ДНК последователности

  • метилиране на нуклеотида цитозин по протежение на ДНК молекулата

​​

Установява се, че хистоните пакетират добре ДНК и "умълчават" гени – те един вид затварят кутията с информация. Когато хистоните се ацетилират (от ензими наречени ацетилази - HAT) кутията се отваря – опаковането, не е така плътно и транскрипционните фактори имат достъп до определени ДНК последователности в промотори на гени, чиято експресия се регулира. При външни сигнали ацетилните групи могат да се премахнат от деацетилази и „отворените” гени отново да се умълчат. На практика много гени се умълчават и експресират едновременно като се наблюдават разнообразни модификации в хистоните и различна степен на ДНК метилиране, които взаимно се допълват.

 

Това показва, че процесите са динамични и осигуряват фин контрол чрез специфичен епигенетичния код (модификации в хистони, метилиране на ДНК и образуване на ремоделиращи комплекси от транскрипционни фактори). Този код се създава от ензими, които  добавят химични групи - наречени writers; ензими, които премахват тези групи – еrasors; фактори, наречени readers, които прочитат епигенетичните маркери (Фигура 1).  

​

Сиртуините са вид HDAC (хистон деацетилази), зависими от NAD+, които при човек са 7 типа и са локализирани в различни части на клетката (Фигура 2). Освен деацетилазна активност, те имат и други ензимни активности за:

​

  • регулация на клетъчния метаболизъм

  • функциониране на митохондриите

  • регулация на възпалението

  • поправка на увредена ДНК

 

Те улавят промени в окислително-редукционните реакции и анаболитно-катаболитните процеси. Крайният резултат от активирането им е поддържане на баланс във физиологичните процеси, което увеличава резистеността към заболявания и забавя стареенето (Фигура 3).

bottom of page