Современная генетика

organismelor. Оn schimb, istoria gerontologiei оns??i e departe de vвrstele

b?trвne?ii, num?rвnd doar cвteva decenii.

Оnceputul cercet?rilor aprofundate ale organismului aflat оn proces de

оmb?trвnire a fost pus prin studiile lui I. I. Mecnicov. Iar la baza

cuno?tin?elor moderne despre оmb?trвnire se afl? lucr?rile academicianului

A. A. Bogomole?-creatorul ?colii de gerontologie ?i organizatorul primei оn

lume conferin?e ?tiin?ifice оn aceast? problem?. Ea se numea semnificativ

«B?trвne?ea» ?i s-a desf??urat la Chiev оn anul 1938. Aproximativ peste 20

de ani discipolii ?i colaboratorii lui Bogomole? au creat, din nou la

Chiev, Institutul unional de gerontologie, care a g?zduit cel de-al nou?lea

Congres interna?ional de gerontologie din anul 1972.

Fiindc? vorbim de оmb?trвnire, este firesc s? se i?te urm?toarea

оntrebare: cвt poate ?i cвt trebuie s? tr?iasc? omul?

Iat? cвteva date ce-i caracterizeaz? pe longevivi. Mo?ierul maghiar P.

Zartai s-a n?scut оn secolul XVI ?i a murit оn secolul ...XVIII, tr?ind 185

de ani. Via?a conjugal? a maghiarilor Jon ?i Sarra Ravel a durat 147 de

ani: so?ul a murit оn vвrst? de 172 de ani, iar so?ia оn vвrst? de 164 de

ani. Este exemplul celei mai оndelungate ve?i conjugale. Albanezul Hudie a

tr?it 170 de ani, avвnd оn timpul vie?ii 200 de urma?i: copii, nepo?i,

str?nepo?i, str?-str?nepo?i ?. a. m. d.

Оn cartea sa «Prelungirea duratei vie?ii» A. A. Bogomole? citeaz?

urm?torul fapt cunoscut: la 31 iulie 1654 cardinalul d'Armaniac a v?zut un

b?trвn ce plвngea оn strad?. La оntrebarea din ce cauz? plвnge, b?trвnul a

r?spuns c?

l-a b?tut taic?-s?u. Mirat, cardinalul ?i-a exprimat dorin?a de a-l vedea

ne tat?l b?trвnului. ?i i-a fost dat s? vad? un b?trвn plin de via?? оn

vвrst? de 113 ani, care i-a spus c? ?i-a pedepsit fiul pentru lipsa de

respect fa?? de unchiul s?u: оl оntвlnise ?i nu-l salutase. Cвnd cardinalul

a intrat оn cas?, a v?zut un alt b?trвn оn vвrst? de 143 de ani - ?i el

plin de via??.

?i оn fosta URSS au fost оnregistrate cazuri de uimitoare longevitate.

Osetina Tense Abzieva a tr?it 180 de ani. Muslim ?iraliev-164, Ismail

Aitraliev- 160 de ani...

Vorbind despre durata posibil? a vie?ii omului, savan?ii numesc cifre

diferite: 120-150-180-200 de ani ?i mai mul?i. Оnc? marele biolog rus I. I.

Mecnicov, referindu-se la caracterul inepuizabil al rezervelor interne ale

organismului, spunea: «Moartea оnainte de оmplinirea a 150 de ani este o

moarte silit?».

Omul dispune de astfel de rezerve interne ?i for?e de ap?rare, care

permit s? se vorbeasc? nu numai de posibilitatea prelungirii duratei

vie?ii, оncetinirii procesului de оmb?trвnire, de care se ocup?

gerontologia, dar ?i de posibilitatea prelungirii perioadei de tinere?e, a

p?str?rii ei ?i chiar de reвntinerire. Aceste probleme sunt rezolvate de o

nou? ramur? a gerontologiei numit? juvenologia. Este vorba de p?strarea

tinere?ii, de prelungirea duratei vie?ii active ?i a activit??ii creatoare

a omului.

Gerontologia, juvenologia. Dar ce leg?tur? au ele cu genetica?

Lev Tolstoi a murit la 82 de ani de pneumonie. Ghiote a murit la 83 de

ani tot de pneumonie. Abia cu un an оnainte de moarte terminase partea a

doua a lui «Faust». Pвn? оn ajunul mor?ii ?i-a p?strat facult??ile

creatoare, capacitatea de munc?, capacitatea de a se pasiona. Ti?ian a

murit la 99 de ani de cium?. La vвrsta de 95 de ani el a terminat vestita

sa pвnz? «Hristos purtвnd coroan? de spini». Michelangelo a murit оn vвrst?

de 89 de ani, f?r? s? p?r?seasc? munca ?i fiind pasionat pвn? оn preajma

mor?ii, trecвnd de la sculptur? la arhitectur?, de la pictur? la compunerea

versurilor.

Englezul Tomas Parr la vвrsta de 105 ani a fost supus unei peniten?e

pentru concubinaj, la 120 de ani s-a c?s?torit din nou ?i a murit la 152 de

ani оntвmpl?tor din cauza supraalimenta?iei. La autopsie marele fiziolog ?i

embriolog Harvei n-a descoperit оn organismul lui modific?ri gerontice

serioase.

Оncepвnd studierea longevit??ii, colaboratorii Institutului de fiziologie

clinica al Academiei de ?tiin?e din Rusia au descoperit оn anul 1937 оn

оmprejurimile" ora?ului Suhumi 12 persoane оntre 107-135 de ani. To?i s-au

dovedit a fi plini de for?? ?i gazde ospitaliere.

Unul din ace?ti b?trвni, оn vвrst? de 107 ani, о?i nega cu оndвrjire

vвrsta, afirmвnd c? are numai 70. «Demascat» de oameni de-o vвrst? cu el ?i

de al?i martori, el a m?rturisit: «Vreau s? m? оnsor. Dar cine o. s? se

m?rite cu un b?trвn de 100 de ani? Cu unul, оns?, de 70 de ani se m?rit?

oricine».

Оn Georgia se bucur? de o larg? popularitate corul b?trвnilor de 100 de

ani, iar dansatorului L. ?aria la vвrsta de 112 ani i s-a acordat un premiu

special pentru cea mai corect? executare a unui dans.

Оn sport este cunoscut numele moscovitului Nicolai Zolotov, care, de?i

avea 85 de ani, continua s? participe la competi?ii oficiale de anvergur?,

ca, de exemplu, crosul de atletic? u?oar? organizat de ziarul «Pravda»,

cursa tradi?ional? pe distan?a de 30 de chilometri Tarasovca-Moscova ?. a.

Toate aceste date ?i altele similare ne ofer? certitudinea c?

posibilit??i poten?iale ale prelungirii termenului de via?? activ? exist?

?i trebuie c?utate doar c?ile de realizare a acestor posibilit??i

Оn acest sens genetica este chemat? s?-?i aduc? contribu?ia. Asupra

acestui aspect au st?ruit оn discursurile lor ?i participan?ii la cel de-al

9-lea congres de gerontologie din anul 1972.

8.2 Teoriile genetice ale оmb?trвnirii

Din timpurile lui Hipocrat au fost emise peste 200 de ipoteze ?i teorii

ale оmb?trвnirii. Dar abia оn prezent savan?ii au ajunse оn preajma

dezleg?rii tainelor mecanismului оmb?trвnirii, al rezolv?rii problemelor

prelungirii vie?ii.

Biologii au acumulat numeroase date despre schimb?rile ce se produc odat?

cu vвrsta оn organism, оn anumite celule ?i chiar оn molecule. Dar pentru

оn?elegerea esen?ei оmb?trвnirii lipse?te principalul: nu se ?tie care sunt

cauzele acestor modific?ri, ce este primordial ?i ce este secundar ?. a. m.

d.

S? ne oprim pe scurt asupra unor teorii genetice contemporane privind

оmb?trвnirea organismelor, teorii ce se bucur? de cea mai mare

popularitate,

Una din acestea afirm? c? b?trвne?ea, ca de altfel ?i dezvoltarea

individual?, este programat? оn genele organismului, оncepвnd cu prima lui

celul?.

Оn comunicarea f?cut? la congresul de gerontologie men?ionat B. F.

Vaniu?in a citat date experimentale care se refereau la teoria genetic? a

оmb?trвnirii. Оn ce constau aceste date? Оn faptul c? odat? cu vвrsta

num?rul de grupe metilice ale bazelor suplimentare din moleculele de ADN

scad. O astfel de legitate a fost constatat? la gorbu?? ?i la ?obolani: оn

ADN-ul din celulele somatice con?inutul de 5-metilcitozin? scade

aproximativ de 1,5 ori. Aceste grupe metilice condi?ioneaz? sinteza unor

fermen?i, sc?derea num?rului c?rora оnrвure?te asupra оntregii activit??i a

celulei vii. Оn acest fel «amprenta vвrstei» din celul? a fost pentru prima

oar? descoperit? оn оnsu?i ADN.

Este logic s? se presupun? c? procesul de оmb?trвnire este comandat de

programul genetic al celulei ?i din motivul c? durata vie?ii are оn mod

evident un caracter de specie. Doar to?i oamenii оmb?trвnesc, to?i

elefan?ii tr?iesc nu mai mult de 70-80 de ani, caii nu mai mult de 30-40,

cвinii ?i lupii-de 13-15 ani, pisicile-de 9-10 ani, ?oarecii ?i ?obolanii

tr?iesc aproximativ 3 ani.

Оn lumea plantelor exist? numeroase exemple ale unei durate a vie?ii

excep?ional de mare: mestecenii, plopii, cire?ii, vi?inii tr?iesc cвteva

sute de ani, iar pinii, ar?arii ?i stejarii-peste 1000 de ani. A fost

descris un baobab cu o vвrst? de peste 5000 de ani. Pe de alt? parte, la

unii microbi durata vie?ii este de cвteva zeci de minute...

Ar fi greu s? se contesteze c? ciasornicele biologice sunt оntoarse

оntotdeauna pentru un termen individual propriu fiec?rei specii, iar

diferen?ele specifice sunt determinate anume de gene: ?i dezvoltarea

embrionului, ?i apari?ia pe lume a nou-n?scutului, ?i toat? dezvoltarea lui

ulterioar?-pвn? la moarte...

La congres a vorbit ?i profesorul universit??ii Stenford (SUA) Leonard

Haiflic-unul din creatorii gerontologiei moderne. Haiflic ?i colaboratorii

s?i au demonstrat c? procesului de оmb?trвnire este supus nu numai

organismul оn ansamblu, dar ?i fiecare celul? aparte, chiar dac? acestea

sunt izolate ?i cresc оn eprubet?. Mai precis, a fost stabilit c? оn afara

organismului via?a celulelor este limitat?: dup? un anumit num?r de

diviziuni cre?terea оn continuare a culturilor de celule оnceteaz? ?i ele

per.

Pentru celulele umane num?rul critic de diviziuni este egal оn medie cu

50. De ce nici mai mult, nici mai pu?in, dar anume 50? - ve?i оntreba. Ce

parc? celulele «?in minte» prin cвte, diviziuni au trecut? La aceast?

оntrebare nu poate r?spunde pвn? una alta nici Haiflic оnsu?i. Dar se pare

c? celulele au, totu?i, «?inere de minte».

Haiflic a remarcat faptul c? celulele congelate pot fi p?strate оn azot

lichid aproape la infinit, iar fiind dezghe?ate ele оncep iar??i s? se

divid?.

Dar ce s-ar оntвmpla dac? ar fi s? fie dezghe?ate celule conservate dup?

ce au suferit, de exemplu, 10 diviziuni? Sau 20? S-a constatat c? celulele

decongelate se dubleaz? de atвtea ori, оncвt num?rul 'de noi diviziuni оn

sum? cu cele precedente s? fie egal cu 50! Dac? diviziunea este oprit? la a

dou?zecia mitoz?, celulele se vor diviza dup? decongelare de оnc? 30 de

ori. Dac? s-au realizat 10 mitoze, vor urma оnc? 40 de dubl?ri.

Aceasta оnseamn? c? celulele au оntr-adev?r memorie, ?in, deci, minte ce

li s-a оntвmplat mai оnainte ?i nu gre?esc la socoteal? pвn? ea nu se

оncheie!

Dar iat? o alt? оntrebare: ?in minte numai celulele congelate sau orice

fel de celule ale organismului viu?

Haiflic a recoltat celule de la oamenii оn vвrst? de la 20 pвn? la 87 de

ani ?i aceste celule se dublau оn cultur? de la 29 pвn? la 14 ori. Pe baza

a numeroase experien?e a fost stabilit? urm?toarea legitate: cu cвt

donatorul este mai оn vвrst?, cu atвt mai pu?ine dubl?ri se produc оn

celulele recoltate de la el. Celulele embrionului sufer? circa 50 de

diviz?ri, celulele unei persoane de 20 de ani aproximativ 30 ?. a. m. d.

Mai tвrziu au fost stabilite limitele de vвrst? ?i la celulele altor

tipuri de organisme. Dar la principala оntrebare-de ce moare celula?--nu s-

a g?sit un r?spuns, de?i au fost emise numeroase ipoteze.

Toate aceste ipoteze pot fi оmp?r?ite оn dou? grupe mari. Conform primei

grupe de ipoteze, оn celul? оmb?trвne?te nucleul. Conform celei de-a doua,

оn producerea fenomenului de оmb?trвnire particip? ?i citoplasma. Aceste

idei ?i-au propus s? le verifice оn continuare L. Haiflic ?i V. Rait.

S-a hot?rвt s? se procedeze la оntinerirea unei celule b?trвne,

introducвndu-se оn ea citoplasm? tвn?r?. Pentru aceasta s-au folosit celule

lipsite de nucleu (citopla?ti) care erau fuzionate cu celule оntregi. Оn

cursul experien?elor au fost fuziona?i citopla?ti «b?trвni» cu celule

«tinere», citopla?ti «tineri» cu celule «b?trвne», precum ?i «tineri» cu

«tinere», «b?trвni» cu «b?trвne».

Ultimele dou? variante au demonstrat c? celulele sufereau un anumit num?r

de diviziuni ?i apoi periau. M?surвnd, оns?, durata vie?ii ulterioare a

celulelor fuzionate оn primele dou? variante, autorii au ajuns la concluzia

c? ad?ugarea de citoplasm? «tвn?r?» nu spore?te durata vie?ii celulelor

«b?trвne» ?i invers, citoplasma «b?trвn?» nu o оmb?trвne?te pe celula

«tвn?r?». Prin urmare, dup? toate probabilit??ile «vвrsta» citoplasmei nu

determin? «vвrsta» оntregii celule (dat fiind faptul c? ea nu «hot?r??te»

de cвte ori s? se mai divid? aceasta оnainte de a peri). ?i de?i autorii

indic? asupra caracterului preliminar al rezultatelor ob?inute, ei оnclin?

s? acorde mai mult credit ideii c? fenomenul de b?trвne?e оncepe de la

nucleu.

Cine e, totu?i, «calculatorul» molecular al celulei? Colaboratorul

Institutului de epidemiologie ?i microbiologie al A? din Rusia A. M.

Olovnicov consider? c? mai degrab? este vorba de ADN.

Posibil c? celula deaceea ?tie cвte mitoze au avut loc оn ea, deoarece cu

fiecare diviziune scade lungimea ADN-ului, pe care оl con?ine, cu un anumit

segment. Cu alte cuvinte, celulele-fiice mo?tenesc molecule tot mai scurte

de ADN- A. M. Olovnicov a f?cut presupunerea c? la capetele ADN-ului se

afl? gene speciale de tampon, care nu con?in informa?ie, ci au doar

misiunea de a ocroti celula. Toate genele de importan?? vital? sunt dispuse

mai aproape de mijloc ?i atвta timp cвt ele nu sunt retezate, celulele

func?ioneaz? normal.

Оn procesul replic?rii ADN-ului celula sacrific? genele de tampon.

Fenomenul se desf??oar? probabil оn felul urm?tor. De fiecare dat? оn

procesul replic?rii nu este reprodus segmentul marginal al genei de tampon

?i dup? 30 de mitoze se pierd 30 de asemenea segmente, iar оn total gena de

tampon este compus? din aproximativ 50 de p?r?i. Ele toate sunt «bilele»

moleculare cu care celula face calcule.

Atвta timp cвt gena de tampon nu este epuizat?, celula func?ioneaz?

normal. Catastrofa оncepe s? se produc? atunci cвnd se ajunge la gena care

оi urmeaz?. Оn aceasta ?i const?, dup? opinia lui Olovnicov, cauza

primordial? a оmb?trвnirii.

Cu mai mult de zece ani оn urm? a fost exprimat un alt punct de vedere,

conform c?ruia fenomenul de оmb?trвnire este numit «catastrofa erorilor» оn

procesul biosintezei moleculelor: acumularea de erori duce la formarea de

proteine ?i de acizi nucleici defectuo?i, la tulburarea metabolismului ?i

la moarte.

?i оntr-adev?r, dac? оn molecula de ADN оn care este cifrat? informa?ia

cu privire la sinteza proteinei se produce vre-o dereglare (ca urmare a

iradierii sau ac?iunii unui virus patogen sau din alt? cauz?), se оncepe

sinteza unor molecule proteice cu defect. ?i precum o liter? gre?it culeas?

din matri?a tipografic? se repet? оn fiecare exemplar al unei publica?ii,

s? zicem cu un tiraj de 100 de mii, a?a ?i eroarea comis? оn molecula de

ADN va duce la sinteza a?a-numitelor proteine false, care se deosebesc de

cele normale ?i dup? structur?, ?i dup? compozi?ia elementelor-componente

?i, desigur, dup? ac?iune. Aceasta modific? la rвndul ei func?iile celulei.

La оnceput acestei ipoteze formulate de L. Orghel, nu i s-a acordat prea

mare aten?ie, dar apoi s-a dovedit c? ea este cвt se poate de conving?tor

fundamentat? de date experimentale.

S-a constatat astfel c? оntr-adev?r la оmb?trвnirea celor mai diferite

tipuri de celule se produc modific?ri оn proteine ?i anume: scade

rezisten?a la ac?iunea diferitelor valori de temperatur?, scade activitatea

?i se schimb? specificitatea fermen?ilor. Dar pвn? nu demult lipseau

dovezile оn favoarea faptului c? оn procesul оmb?trвnirii scade precizia

func?ion?rii sistemului informa?iei genetice.

Cercet?torii englezi S. Linn, M. Cairis ?i R. Holidei au оncercat s?

verifice ipoteza «catastrofei erorilor». Ei au hot?rвt s? vad? ce e

оntвmpl? cu ADN-polimeraza la оmb?trвnirea unei culturi de fibrobla?ti

umani. ADN-polimeraza asigur? p?strarea ?i transmiterea informa?iei

genetice, de aceea de precizia cu care lucreaz? acest ferment depinde

via?a, celulei.

Experien?a a constat оn urm?toarele. La оnceput s-a separat fermentul

aparte din culturi de celule tinere ?i b?trвne. Apoi acest ferment a fost

pus s? ac?ioneze, adic? s? sintetizeze ADN dup? o matri?? artificial?, a

c?rei compozi?ie nucleotidic? era cunoscut? exact. Apoi dup? compozi?ia ADN-

ului sintetizat s-a determinat precizia ac?iunii fermen?ilor ?i la aceast?

etap? a experien?elor s-a dovedit c? fermentul ADN-polimeraz?, separat din

celulele unor culturi b?trвne, gre?e?te de zeci de ori mai des!

R?mвnea neclar faptul ce trebuiau s? fie considerate aceste modific?ri:

cauz? sau, din contra, urmare a оmb?trвnirii. Teza de baz?, оns?, a

ipotezei cu privire la mic?orarea preciziei ac?iunii fermen?ilor оn cazul

оmb?trвnirii a fost demonstrat?. Aceast? certitudine explic? conving?tor

de ce la оmb?trвnire cre?te frecven?a muta?iilor ?i a anomaliilor

cromozomice.

Autorii lucr?rii consider? c? observa?iile lor permit o mai bun?

оn?elegere a mecanismelor apari?iei cancerului ?i a altor boli la vвrste

оnaintate.

Majoritatea cercet?torilor consider? c? toate presupusele explica?ii ale

оmb?trвnirii ?in de una din cele dou? teorii de baz?: a program?rii

genetice ?i a acumul?rii erorilor.

Relativ recent оn cadrul Institutului de gerontologie al A? din Ucraina

savantul V. V. Frolchis a elaborat оnc? o ipotez? a fenomenului de

b?trвne?e ?i anume ipoteza adapta?ional-regulatoric?.

Esen?a acestei ipoteze const? оn urm?toarele: deregl?rile din aparatul

genetic, ce conduc la оmb?trвnirea organismului, apar nu оn orice loc al

moleculei de ADN, ci, la оnceput, numai оn genele de reglare. Dup? cum se

?tie, exist? dou? tipuri de gene - structurale (оn ele este оnscris codul

de construire a proteinelor) ?i de reglare (un fel de оntrerup?toare care

conecteaz? sau deconecteaz? procesul de «citire» a informa?iei ADN). Cu

alte cuvinte, genele reglatoare dirijeaz? activitatea genelor structurale.

O analojie dintre cele mai simple: butonul cu care sunt f?r? sfвr?it puse

?i scoase din func?iune mii de relee, se defecteaz? primul.

V. V. Frolchis consider? c? din cauza defectelor primare оn genele de

reglare se produc muta?ii оn toate verigile metabolismului unor proteine.

Apoi, pe baza aceasta - modific?ri importante оn func?iile celulelor ?i ale

оntregului organism.

8.3 Perspectivele juvenologiei

A?a stau lucrurile cu teoriile. Dar оn practic? e posibil ca un

experiment privind prelungirea vie?ii s? izbuteasc?? Da, e posibil, de?i a

vorbi оn acest sene referitor la om e оnc? prematur. Оn schimb, s-a reu?it

ca printr-o diet? special? s? li se prelungeasc? durata ve?i» unor

?obolani.

Primele experien?e de acest fel au fost оnf?ptui-te de biologul american

C. Macchei; el a pornit de la o idee destul de simpl?: dac? s-ar putea

оncetini dezvoltarea unui organism printr-o ra?ie alimentar? special?, оn

acest fel se poate lungi durata vie?ii acestui organism.

Academicianul V. V. Nichitin оmpreun? cu colaboratorii s?i au dat оn

cursul a 100 de zile unor ?obolani hran? de re?inere a cre?terii, con?inвnd

multe proteine ?i vitamine, оn schimb avвnd un con?inut redus la maximum de

gr?simi ?i glucide. Ca urmare, protoplasma a suferit restructur?ri

serioase, amintind protoplasma unor animale de control mult mai tinere.

Dup? aspect exterior un ?obolan оn vвrst? de trei ani, ?inut la diet?, era

greu de deosebit de unul de control, avвnd vвrsta de numai trei luni.

Оn sistemul endocrin al ?obolanilor de experien?? au fost оnregistrate

muta?ii profunde. Astfel, la ?obolanii care оndurau foame ?i la cei de

control cantitatea de colagen (protein? fibrilar?) din ?esuturi era egal?;

оn schimb, la cei ?inu?i fl?mвnzi colagenul a r?mas la fel de elastic ca ?i

la animalele tinere!

Rezultatele acestor experien?e sunt interesante ?i importante: ?obolanii

?inu?i la diet? tr?iau cu 10-30% mai mult decвt cei de control.

De remarcat c? atunci cвnd dup? perioada de diet? fl?mвnd? animalelor li

s-au dat iar??i s? m?nвnce pe s?turate, particularit??ile organismului care

se conturaser? оn timpul experimentului s-au p?strat!

Se cunoa?te de asemenea c? sc?derea temperaturii corpului doar cu 1-2

grade promite sporirea duratei vie?ii cu 10-20 de ani. De exemplu,

musculi?a o?etului la o temperatur? a mediului ambiant de 30 de grade

tr?ie?te 15 zile, iar la 10 grade- 177 de zile.

Acestea sunt оntr-o prim? comparare posibilit??ile a doi factori

curativi: alimenta?ia ra?ional? ?i c?lirea termic?.

Se оn?elege c? cel mai ispititor este «s? se trag? de sforile» genetice

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33