Məlumat

Mitoz zamanı ultrabənövşəyi şüaların mutasiyaya səbəb olma ehtimalı daha yüksəkdirmi?

Mitoz zamanı ultrabənövşəyi şüaların mutasiyaya səbəb olma ehtimalı daha yüksəkdirmi?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Life: The Science of Biology (10 -cu nəşr) görə, UV şüaları insanlarda dəri xərçənginin əsas səbəbi olan pirimidin dimerlərinin meydana gəlməsinə səbəb ola bilər.

Bir hüceyrənin mitoz zamanı UV -yə məruz qalması halında mutasiyalar daha çox ehtimal olunurmu?

Mənim TA (kök hüceyrə tədqiqatçısı), aşağıdakı səbəblərə görə gel maniküründən xərçəng xəstəliyinə tutulma riskinin əhəmiyyətsiz olduğunu söylədiyi üçün cavabın bəli olduğunu ifadə etdi:

  • Müalicə zamanı dırnaqların ətrafındakı dəridə kiçik kəsiklər edilir (məqsədli olaraq deyil).
  • Ultrabənövşəyi şüalanma toxuma şəfa verdikdən dərhal sonra baş verir.
  • Bu, xərçəng riskini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

Ancaq googling edərək bu barədə məlumat tapa bilmədim. Əksinə, yaraların sağalmasını artırmaq üçün UV istifadə ilə bağlı araşdırmalarla qarşılaşdım, məsələn, yanıqdan sonrakı yaraların sağalmasında UV radiasiyasının faydası varmı?

Bundan əlavə, Vikipediyanın çapıq səhifəsində deyilir (baxmayaraq ki, Vikipediya səhifəsində bu iddia üçün istinad tapmadım):

dəridəki yaralar ultrabənövşəyi radiasiyaya daha az davamlıdır

Həmçinin, insanlara lazer epilyasiyasından sonra UV şüalarına məruz qalmamaq göstərişi verilir.

Bu ikisinin mitozla əlaqəsi varmı? Yoxsa bunun yerinə çapıq toxumasının hansısa xassəsinə aiddirlər?


istinadlar:
Rennekampff, H-O., Et al. "UB şüalanması yanıq sonrası yaraların sağalmasında faydalıdırmı?" Tibbi fərziyyələr 75.5 (2010): 436-438.


Germline Mutasiyası Vs. Somatik Mutasiya: İstədiyiniz bir müqayisə

Cücərmə xətti ilə somatik mutasiya arasındakı əsas fərq, irsi olub -olmamalarıdır. Ancaq, daha çox şey var. Bu BiologyWise yazısı səbəb, irsiyyət faktorları, təsirlər və sair kimi aspektlər daxil olmaqla, mikrob xətti mutasiyasının somatik mutasiya ilə sistematik müqayisəsini təqdim edir.

Germline və somatik mutasiya arasındakı əsas fərq onların irsi olub-olmamasıdır. Ancaq daha çox şey var. Bu BiologyWise yazısı, səbəb, irsiyyət faktorları, təsirlər və daha çox kimi aspektlər daxil olmaqla, cücərmə xətti ilə somatik mutasiyanın sistematik müqayisəsini verir.

Bilirdinizmi?

Müasir tədqiqatlar göstərdi ki, mavi gözlü bütün insanların tək, ortaq əcdadı var. Bunun səbəbi, təxminən altı ilə on min il əvvəl meydana gələn bir genetik mutasiyadır.

Bizim üçün yazmaq istərdinizmi? Yaxşı, biz sözü yaymaq istəyən yaxşı yazıçılar axtarırıq. Bizimlə əlaqə saxlayın, danışarıq.

Mutasiya bir geni təşkil edən DNT ardıcıllığında dəyişiklikdir. Bu DNT, bir orqanizmin gələcək nəsillərinə ötürdüyü irsi materialdır və Yerdəki həyatın davamının vacib bir hissəsini təşkil edir. Şəkər, fosfat molekulları və azot əsas cütləri kimi fərqli komponentlərdən ibarətdir. Əksər mutasiyalar, bu hissələrin növündə, yerdəyişmə, silinmə, azot əsaslarının əlavə edilməsi və ya hətta çərçivə dəyişikliyi kimi tanınan üçlülərin sırasındakı dəyişiklik kimi dəyişiklikləri əhatə edir. DNT-də mutasiyalar adlanan bu cür dəyişikliklər replikasiya zamanı DNT-nin səhv surətinin çıxarılması, həddindən artıq istilik və ya soyuq kimi ətraf mühit amilləri, kimyəvi maddələrə və ya radiasiyaya məruz qalma kimi müxtəlif amillərdən qaynaqlanır. Mutasyonların bu cür səbəbləri mutagenlər kimi tanınır.

Mutasiyanın meydana gəldiyi toxuma görə iki növə bölünə bilər. Cinsi hüceyrələrdə mutasiya meydana gəldikdə, buna cücərmə xətti mutasiyaları deyilir. Cinsi hüceyrələr genetik materialın gələcək nəsillərə ötürülməsində iştirak edir və bunlara gametləri meydana gətirən hüceyrələr və hətta gametlərin özləri daxildir. Söz yox ki, bu cür mutasiyalar nəsillərə ötürülür. Digər bir mutasiya növü, yuxarıda göstərilən mikrob hüceyrələri istisna olmaqla, bədənin hər bir hüceyrəsində baş verə bilər. Bu tip somatik mutasiya adlanır və onların meydana gəldiyi somatik hüceyrələrin və ya bədən hüceyrələrinin adını daşıyır. Germline və somatik mutasiya arasındakı fərqləri anlamaq bu anlayışı daha yaxşı başa düşməyə kömək edəcəkdir.


Absorbsiya

Ultrabənövşəyi işıq təbii günəş işığında, günəş lampalarında və solyaranalarda tapılan 200 ilə 300 nm (nanometr) arasında dalğa uzunluğunda radiasiyadır. DNT, UB işığını süngər kimi əmər, çünki DNT -nin udma spektrinin ən sıx hissəsi (dalğa uzunluğu 250 ilə 260 nm) UV işığının (240-280 nm) ən yüksək enerji emissiyasını tamamlayır. Günəş işığının ultrabənövşəyi komponenti səbəbindən, UB işığı DNT-yə zərər verən radiasiyanın ən çox yayılmış mənbəyidir. Xoşbəxtlikdən, ultrabənövşəyi şüalanmanın zəif bir formasıdır və dərinizin səthi hüceyrələrindən keçmir.

  • Ultrabənövşəyi işıq təbii günəş işığında, günəş lampalarında və solyaranalarda tapılan 200 ilə 300 nm (nanometr) arasında dalğa uzunluğunda radiasiyadır.
  • DNT, UB işığını süngər kimi əmər, çünki DNT -nin udma spektrinin ən sıx hissəsi (dalğa uzunluğu 250 ilə 260 nm) UV işığının (240-280 nm) ən yüksək enerji emissiyasını tamamlayır.

Mitoz zamanı ultrabənövşəyi şüaların mutasiyaya səbəb olma ehtimalı daha yüksəkdirmi? - Biologiya

Günəş çox geniş dalğa uzunluqlarında enerji yayır, onların əksəriyyəti insan gözünə görünməzdir. Dalğa uzunluğu nə qədər qısa olarsa, radiasiya bir o qədər enerjilidir və zərər potensialı bir o qədər çox olar. Yerin səthinə çatan ultrabənövşəyi (UV) radiasiya 290 ilə 400 nm (nanometr və ya metrin milyardda biri) arasında dalğa uzunluğundadır. Bu, görünən işığın 400 ilə 700 nm arasında olan dalğa uzunluqlarından daha qısadır.


İnsanlar və bitkilər günəşdən gələn ultrabənövşəyi (UV) radiasiyanın həm faydalı, həm də zərərli təsirləri ilə yaşayırlar. (Foto Jeannie Allen izni ilə)

Günəşdən gələn ultrabənövşəyi radiasiya ətraf mühitimizdə həmişə mühüm rol oynayır və demək olar ki, bütün canlı orqanizmləri təsir edir. Bunun öhdəsindən gəlmək üçün bir çox növ bioloji hərəkətlər inkişaf etmişdir. Fərqli dalğa uzunluqlarında olan UV şüalanması təsirləri ilə fərqlənir və həm zərərli, həm də faydalı təsirlərlə yaşamaq məcburiyyətindəyik. UV-A adlanan 320-400 nm daha uzun UV dalğa uzunluğunda şüalanma, dəridə D vitamininin əmələ gəlməsində faydalı və əsas rol oynayır və insan dərisində günəş yanıqlarına və gözlərimizdə kataraktlara səbəb olduğu üçün zərərli bir rol oynayır. . Daha qısa dalğa uzunluqlarında (290-320 nm) daxil olan radiasiya elektromaqnit spektrinin UV-B hissəsinə düşür. (UV-B dalğa uzunluğu 280 nm-ə qədər olan işığı ehtiva edir, lakin 290 nm-dən aşağı radiasiya Yerin səthinə çox az və ya heç çatmır). UV-B, molekulyar səviyyədə həyatın əsas quruluş blokuna və#151 deoksiribonuklein turşusuna (DNT) ziyan vurur.

Elektromaqnit şüalanması, rahatlığımız üçün böyük hissələrə ayrılmış bir sıra dalğa uzunluqlarında mövcuddur. Ultrabənövşəyi B canlı orqanizmlər üçün zərərli, 290 ilə 320 nanometr dalğa uzunluğunda olan spektrin kiçik bir hissəsini təmsil edir. (Robert Simmon tərəfindən illüstrasiya)

DNT, molekulun şəklini bir neçə yoldan birində dəyişən UV-B şüasını asanlıqla udur. Aşağıdakı şəkil, UV-B radiasiyasına məruz qalma səbəbiylə belə bir forma dəyişikliyini göstərir. DNT molekulunda baş verən dəyişikliklər çox vaxt zülal yaradan fermentlərin molekulun həmin nöqtəsində DNT kodunu oxuya bilməyəcəyi anlamına gəlir. Nəticədə pozulmuş zülallar əmələ gələ bilər və ya hüceyrələr ölə bilər.

Ultraviyole (UV) fotonlar canlı orqanizmlərin DNT molekullarına müxtəlif yollarla zərər verir. Bir ümumi zədələnmə hadisəsində, bitişik əsaslar “nərdivan” əvəzinə bir-biri ilə bağlanır. Bu, qabarıqlıq yaradır və təhrif olunmuş DNT molekulu düzgün işləmir. (Devid Herrinq tərəfindən illüstrasiya)

Ancaq canlı hüceyrələr "UV-B" radiasiyasının iştirakı ilə milyonlarla il ərzində inkişaf edərək, DNT-ni təmir etmək qabiliyyətini inkişaf etdirmişlər. Zərər alan yerə xüsusi bir ferment gələr, DNT -nin zədələnmiş hissəsini çıxarar və onu müvafiq komponentlərlə əvəz edər (DNT molekulunun başqa yerindəki məlumatlara əsaslanaraq). Bu, DNT-ni UV-B-nin zərərinə bir qədər elastik edir.

Canlılar və onların əmələ gəldiyi hüceyrələr öz elastikliklərinə əlavə olaraq ozon adlı kimyəvi maddə ilə həddindən artıq miqdarda UV şüalarından qorunur. Atmosferin yuxarı qatında olan ozon təbəqəsi ultrabənövşəyi radiasiyanı udur və onun böyük hissəsinin Yerə çatmasının qarşısını alır. 1970-ci illərin ortalarından bəri insan fəaliyyəti, stratosferdəki ozonun miqdarını azaldan bir şəkildə atmosfer kimyasını dəyişir (atmosferin təbəqəsi təxminən 11-50 km yüksəklikdədir). Bu, daha çox ultrabənövşəyi radiasiyanın atmosferdən Yerin səthinə, xüsusən də ilin müəyyən vaxtlarında qütblərdə və yaxın bölgələrdə keçə biləcəyi mənasına gəlir.

Stratosferdə bizi həddindən artıq UV-B radiasiyasından qorumaq üçün ozon təbəqəsi olmasaydı, bildiyimiz kimi həyat olmazdı. Atmosferin yuxarı qatında ozonun tükənməsi ilə bağlı elmi narahatlıq, UV-B radiasiyasının səviyyəsinin artması səbəbindən Yerdəki həyata potensial zərərin qiymətləndirilməsi üçün geniş səylərə səbəb oldu. Bəzi təsirlər öyrənildi, amma öyrəniləcək çox şey var.


İyonlaşdırıcı şüalanma və onun DNT -yə təsiri | Genetika

Bu yazıda haqqında danışacağıq: 1. İonlaşdırıcı Radiasiyaya Giriş 2. İonlaşdırıcı Radiasiyanın Ölçülməsi 3. Effektlər.

İonlaşdırıcı şüalanmaya giriş:

Daha qısa dalğa uzunluğuna görə rentgen və qamma şüaları toxumalara görünəndən və UV işığından daha dərindən nüfuz edir. Onlar atomları və molekulları ionlaşdırmaq üçün toxuma udmaq üçün kifayət qədər lokallaşdırılmış enerji verə bilərlər. Yüksək sürətlə hərəkət edən yüksək enerjili dalğa dayandırıldıqda, enerji buraxır. Bu enerji atomun elektron itirməsinə və yüklü hissəcik və ya iona çevrilməsinə səbəb olur. Bu proses ionlaşma adlanır.

Sərbəst hərəkət edən elektron digər atomların elektronlarını itirməsinə və müsbət yüklü ionlara çevrilməsinə səbəb olur. Bu iki proses müsbət və mənfi yüklü iki cüt ion yaradır. Bir sıra ionlar bir ion izi yaratmaq üçün bir yerə yığılır.

İonlar daha sabit bir konfiqurasiyaya çatmaq üçün yüklərini zərərsizləşdirmək üçün kimyəvi reaksiyalara girirlər. Bunu edərkən onlar (ionlar) xromosomlarda (DNT) qırılmalar əmələ gətirir və bununla da mutasiyaya səbəb olurlar. Sərbəst ionlar oksigenlə birləşə bilər və DNT ilə reaksiya verə bilən və mutagenezə səbəb ola biləcək yüksək reaktiv kimyəvi maddələr istehsal edə bilər.

Bəzi ionlaşdırıcı şüalar rentgen və qamma şüaları kimi elektromaqnitdir, bəziləri isə elektronlar, protonlar, neytronlar və alfa hissəcikləri kimi subatomik hissəciklərdən ibarətdir. X-şüaları və qamma şüaları ion xətti boyunca seyrək ionlar istehsal etdikləri və toxumaya dərindən nüfuz etdikləri üçün xətti enerji ötürmə nisbətləri aşağıdır. Yüklənmiş hissəciklər daha yüksək xətti enerji ötürülməsinə malikdirlər, onlar dərindən nüfuz etmir və rentgen və qamma şüalarından daha çox zərər verir.

İonlaşdırıcı şüalanmanın ölçülməsi:

Radiasiya rentgen və ya r vahidi adlanan ionlaşma vahidi ilə ölçülür, bir r kub sm hava üçün 1,8 x 10 9 ion cütünə bərabərdir. Havadan on qat daha sıx olan toxumalarda, yüksək enerjili bir radiasiya, hər kub santimetrdə havada olduğundan təxminən 1000 dəfə çoxdur.

Rad adlı başqa bir vahid, mühitin udduğu parlaq enerjinin ümumi miqdarını ölçür. Bir rad toxumanın hər qramı üçün 100 erqə bərabərdir. Boz adlanan başqa bir vahid 100 radə bərabərdir.

X-şüaları vəziyyətində toxumada qalan enerjinin təxminən 90% -i ionların istehsalına sərf olunur, qalan hissəsi istilik və həyəcan yaradır. Ultrabənövşəyi (UV) şüalanmanın qeyri-ionlaşdırıcı növüdür və r vahidi əvəzinə rad ilə ölçülür. İonlaşma subatomik hissəciklərdən qaynaqlandıqda, dozalar rem və sievert adlanan müxtəlif vahidlərdə ölçülür.

Bir rem, bir rad qamma şüaları nəticəsində yaranan bioloji effektə bərabər olan hər hansı radiasiyanın miqdarı kimi müəyyən edilir. Bir sievert 100 rem-ə bərabərdir. Radiasiyanı aşkar etmək üçün Geiger-Muller borusundan istifadə olunur. Boruda radiasiya ilə ionlaşan bir qaz var. Radiasiya miqdarı uyğun gücləndiricilərdən və sayğaclardan ölçülür.

İonlaşdırıcı şüalanmanın DNT -yə təsiri:

1930 -cu ildə Zirkle, bitkilərdə nüvənin sitoplazmadan daha çox ionlaşdırıcı şüalara həssas olduğunu göstərdi. İndi DNT də daxil olmaqla bir çox molekulun ionlaşdırıcı şüalanmadan təsirləndiyi dəqiqliklə məlumdur. Purinlər pirimidinlərə nisbətən radiasiyaya daha az həssasdırlar.

Pirimidinlər içərisində timin ən həssasdır. İonlaşdırıcı şüalanmanın böyük dozaları sulu məhlullarda timin, urasil və sitozini məhv edir. İyonlaşdırıcı şüalar DNT -ni depolimerləşdirərək DNT replikasiyasını maneə törədir və hüceyrə bölgüsünü dayandırır.

X-şüaları və qamma şüalarının təsirlərini izah etmək üçün bir neçə mexanizm təklif edilmişdir. Onlar müxtəlif növ kimyəvi əlaqələri poza və genetik materiala müxtəlif yollarla zərər verə bilərlər. Şəkil 20.2 təsirin birbaşa və ya dolayı ola biləcəyini göstərir. Bir proton və bir elektrondan ibarət hidrogen atomu ionlaşdıqda, sərbəst elektron birbaşa DNT ilə qarşılıqlı əlaqədə ola bilər.

Ya da elektron, OH, sərbəst elektron ilə eyni şəkildə DNT -yə zərər verə biləcək sərbəst radikal OH istehsal etmək üçün bir su molekulu ilə qarşılıqlı təsir göstərə bilər. Aşağıdakı DNT məhv növləri mümkündür, zəncirlər arasında hidrogen bağları qıra bilər, bir baza dəyişdirilə və ya silinə bilər, tək və ya ikiqat zəncir sınığı meydana gələ bilər, ikiqat sarmal içərisində keçid ola bilər, bir deoksiriboz oksidləşə bilər.

Bir hüceyrə S fazasında şüalanırsa, DNT replikasiyası inhibe olur və nəticədə hüceyrə bölünməməsi və hüceyrə ölümü baş verir. Lakin hüceyrə mitoz zamanı və ya G1-də şüalanırsa, bu halda DNT normal şəkildə çoxalır, lakin mitoz gecikir.

İonlaşdırıcı şüalanma, hüceyrə bölünməsi zamanı xromosomların normal seqreqasiyasına mane ola biləcək xromosomların qırılmasına və yenidən qurulmasına səbəb olur. Bir hüceyrədəki iki fərqli xromosomda fasilələr zaman və məkanda bir -birinə yaxınlaşdıqda, inversiyalar, translokasiyalar və silmələr kimi xromosom aberasiyaları meydana gətirmək üçün birləşə bilərlər.

Mikroorqanizmlər ionlaşdırıcı şüalara daha yüksək orqanizmlərə nisbətən daha davamlıdır. Məlum olub ki, D.37 Doz, yəni 37% sağ qalmış bir hüceyrə populyasiyasına şüalanma dozası bakteriyalarda təxminən 2000-30000 rad arasındadır. İnsan hüceyrələrində D.37 təxminən 120 rad.

Bəzi kimyəvi maddələr radiasiya dozasının təsirini azaltmaqda hüceyrəyə qoruyucu təsir göstərir. – SH və – NH olan aminotiollər2 İki karbon atomu ilə ayrılan qrup, təsirini azaltmaqda ən güclüdür. Qoruyucu təsir dozanın azaldılması faktoru (DRF) ilə ifadə olunur.

DRF LD nisbətidir50(30) qorunan heyvanlar üçün LD50(30) qorunmayan heyvanlar üçün. LD ölümcül doza və ya böyük bir orqanizm qrupunda bütün fərdləri öldürən radiasiya miqdarıdır. LD50(30) məruz qaldıqdan sonra 30 gün ərzində orqanizmlərin 50 % -ni öldürən dozadır. LD50 it üçün 350 rad, siçan üçün 550, qızıl balıq üçün 2300 qiymətləndirilir.

Kiçik miqdarda olsa da, təbii fon radiasiyasının insanlar üçün təhlükəli olub -olmadığı sual altına alınmışdır. Arxa radiasiya əsasən kosmik şüalardan, uran, radium və torium kimi yerdəki radioaktiv elementlərin emissiyalarından və bədəndə təbii olaraq əmələ gələn radioaktiv izotoplardan (karbon 14, kalium 40) ibarətdir.

Dəniz səviyyəsində yaşayan insanlar ildə orta hesabla 0,8 millizievert radiasiya dozası alırlar. Yüksək fon radiasiyasına malik bir bölgə olan Cənubi Hindistanda Kerala sahil bölgəsi üzərində aparılan bir araşdırma, əhalidə Daun ’s sindromunun yüksək insidansını ortaya qoydu. Radiasiya səbəbli genetik və xromosom anomaliyaları da müşahidə edildi.


Tədqiqatçılar ultrabənövşəyi işığın səbəb olduğu mutasiyanın bir çox dəri xərçənginə səbəb olduğunu söyləyirlər

Stanford Universiteti Tibb Məktəbinin tədqiqatçılarına görə ultrabənövşəyi işığın səbəb olduğu genetik mutasiya, ehtimal ki, milyonlarla insan dəri xərçənginin hərəkətverici qüvvəsidir.

Mutasiya hüceyrə bölünməsi zamanı DNT-ni bərabər şəkildə bölməkdə iştirak edən KNSTRN adlı gendə baş verir.

Mutasiya zamanı xərçəngə səbəb olan genlər onkogenlər kimi tanınır. KNSTRN əvvəllər insan kanserlərinin səbəbi olaraq göstərilməsə də, araşdırma bunun dünyanın ən çox mutasiyaya uğramış onkogenlərindən biri ola biləcəyini göstərir.

"Əvvəllər bilinməyən bu onkogen, günəş işığı ilə aktivləşir və dəri skuamöz hüceyrəli karsinomların inkişafına təkan verir", - Paul Khavari, tibb fakültəsinin dermatologiya üzrə professoru Carl J. Herzog və Dermatologiya kafedrasının müdiri bildirib. “Araşdırmalarımız göstərir ki, dəri xərçəngi digər xərçənglərdən fərqli olaraq yaranır və tək bir mutasiya genomik fəlakətə səbəb ola bilər”.

Dəri skuamöz hüceyrəli karsinoma, insanlarda ən çox görülən ikinci xərçəngdir. Dünyada hər il 1 milyondan çox yeni yoluxma halı aşkarlanır. Tədqiqatçılar müəyyən bir KNSTRN bölgəsinin dəri skuamöz hüceyrəli karsinomların təxminən 20 faizində və melanomaların təxminən 5 faizində mutasiyaya uğradığını tapdılar.

Araşdırmanı izah edən bir məqalə 7 Sentyabrda internetdə nəşr olunacaq Təbiət Genetikası. Eyni zamanda Stanford Xərçəng İnstitutunun üzvü və Veterans Affairs Palo Alto Sağlamlıq Sistemində dermatologiya xidmətinin rəhbəri olan Khavari, məqalənin baş müəllifidir. Postdoktoral alim Carolyn Lee, MD, PhD, aparıcı müəllifdir.

Li və Xavari dərinin skuamöz hüceyrəli karsinomasının genetik səbəblərini araşdırarkən kəşf ediblər. Şiş hüceyrələrindəki genlərin DNT sıralarını normal dərilərlə müqayisə edərək yalnız şişlərdə meydana gələn mutasiyalar axtardılar. Bəzi tanış günahkarlar da daxil olmaqla, əlavə araşdırma üçün 336 namizəd gen tapdılar. Ən tez -tez mutasiyaya uğramış iki gen, artıq skuamöz hüceyrəli karsinoma ilə əlaqəli olduğu bilinən CDKN2A və TP53 idi.

Üçüncü ən çox mutasiya edilən gen KNSTRN, sürpriz oldu. Kinetoxorun meydana gəlməsinə kömək edən bir zülalı kodlaşdırır - hüceyrə bölünməsi zamanı yeni təkrarlanan xromosomları hüceyrənin hər iki ucuna çəkmək üçün istifadə olunan bir növ sap kimi xidmət edən bir quruluş. Hüceyrənin hər iki ucunda DNT-nin sekvestr edilməsi hüceyrənin ortada parçalanmasına imkan verir ki, hər biri müvafiq xromosom komplementinə malik iki qız hüceyrəsi əmələ gətirir.

Xromosomlar düzgün ayrılmazsa, qız hüceyrələrində anormal miqdarda DNT olacaq. Əlavə və ya əskik xromosomları olan bu hüceyrələr aneuploid kimi tanınır və onlar çox vaxt ciddi disfunksiyaya malikdirlər. Hüceyrə işarələrini səhv oxumağa və nizamsız davranmağa meyllidirlər. Aneuploidiya, bir çox xərçəng növünün inkişafı üçün kritik bir erkən addımdır.

KNSTRN genindəki mutasiya, müəyyən bir qısa DNT aralığında bir sitozin adlı bir nukleotidin, digərinin timin ilə əvəz edilməsi nəticəsində meydana gəldi. Mübadilə hüceyrənin günəş işığında olanlar kimi yüksək enerjili ultrabənövşəyi şüalardan gələn zədələri bərpa etmək cəhdinin göstəricisidir.

"Bu UV qaynar nöqtəsindəki mutasiyalar araşdırdığımız digər xərçəng növlərində tapılmadı" dedi Xavari. "Onlar yalnız dəri xərçənglərində baş verir."

Tədqiqatçılar aktinik keratozların təxminən 20 faizində ultrabənövşəyi şüaların yaratdığı KNSTRN mutasiyasını tapdılar - tez-tez skuamöz hüceyrəli karsinomaya qədər irəliləyən premalign dəri vəziyyəti - lakin heç vaxt normal dərinin 122 nümunəsində mutasiyanın erkən bir hadisə olduğunu göstərir. skuamöz hüceyrəli karsinomaların inkişafında.

Bundan əlavə, laboratoriyada yetişdirilən insan dəri hüceyrələrində mutant KNSTRN-nin həddindən artıq ekspressiyası hüceyrə bölünməsi zamanı onların DNT-ni ayırmaq qabiliyyətini pozdu və skuamöz hüceyrəli karsinomanın siçan modelində xərçəng hüceyrələrinin böyüməsini artırdı.

Nəhayət, Li, KNSTRN mutasiyasına malik olan beş xəstə törəmə skuamöz hüceyrəli karsinomanı mutasiyaya malik olmayan beş nümunə ilə müqayisə etdi. Hər iki hüceyrə dəsti aneuploid olsa da, mutasiyaya malik olanlar ən ciddi anormal genomlara sahib idilər.

Yeni onkogenin müəyyən edilməsi tədqiqatçılara bu tip dəri xərçənglərinin necə inkişaf etdiyini daha yaxşı anlamağa imkan verəcək. Həm də onlara xəstəlik üçün yeni müalicələrin necə inkişaf etdiriləcəyinə dair ipuçları verə bilər. Bu vəziyyətdə, günəş işığı ilə dəri xərçəngi arasındakı nöqtələri də səliqəli şəkildə bağlayır.

"Əslində, bu bölgədəki bir ultrabənövşəyi vasitəçiliyi olan mutasiya aneuploidiyanı və sonrakı şişlərin yaranmasını təşviq edir" dedi Xavari. "Dərini günəşdən qorumaq çox vacibdir."


UV radiasiyasının mitoz zamanı mutasiyaya səbəb olma ehtimalı daha yüksəkdirmi? - Biologiya

Neue Str. 9, 91096 Möhrendorf, Almaniya
[email protected]
Su ekosistemləri dünyanın səthinin təxminən 70% -ni əhatə edir. Birlikdə alınan bütün karasal ekosistemlərə (məsələn, meşələr və otlaqlar, əkinçilik sahələri, tundralar və tayqalar) bərabər miqdarda biokütlə istehsal edirlər. Okeanlar su ekosistemlərində ən böyük payı təmsil edir və bütün şirin su səthləri (göllər, çaylar) birlikdə cəmi 0,5% təşkil edir. Sahil bölgələrində makro yosunlar (kelp) əsas biokütlə istehsalçıları olsa da, fitoplankton açıq dənizdə üstünlük təşkil edən oyunçulardır.


Soldan sağa: Asterinella, Biddulphia, Ceratium fusca, Coscinodiscus


Adətən mikroskopik olaraq kiçik və çox vaxt birhüceyrəli olmasına baxmayaraq, bu orqanizmlər sürətlə böyüyür və çox vaxt gündə bir dəfə bölünür. Bəzən onlar suyu ləkələyən sıx yosun çiçəkləri əmələ gətirirlər, Şəkil 1.

Şəkil 1. Fitoplankton çiçək açır.
© Peter J.S. Franks, Skripps Okeanoqrafiya İnstitutu.
Fitoplankton, su mühitində birincil istehsalçılar olaraq, mürəkkəb su qida ağının əsasını təşkil edir, Şəkil 2. Əsas istehlakçılara (larva balığı və karides kimi zooplankton) qida olaraq xidmət edir və onlar da ikinci istehlakçılar tərəfindən istehlak olunur. (xərçəngkimilər, yumuşakçalar, balıq, quşlar və insanlar da daxil olmaqla məməlilər). Beləliklə, nəticədə dünya və#8217s heyvan zülalının əhəmiyyətli bir hissəsini insan istehlakı üçün təmin edirlər və dünyanın bəzi yerlərində heyvan zülalının 50 % -dən çoxu dənizdən gəlir. Su ekosistemlərindəki üçüncü əsas komponent, ilkin istehsalçılar və istehlakçılardan əlavə, canlı və ya ölü biokütləni dövrəyə yenidən daxil olmaq üçün hazır olan qeyri-üzvi tikinti bloklarına parçalayan, əsasən bakteriyalardır.

“okean qarı” adlanan bu çökmə hissəcikli üzvi karbon (POC) su sütununda müəyyən edilmiş dərinliklərdə (məsələn, 1000 m) quraşdırılmış tələlər vasitəsilə toplana və təhlil edilə bilər. Karbonun sistemdən aşağıya doğru daşınması “bioloji nasos ” adlanır və fosil yanacaq yanması və tropik meşələrin qırılması ilə atmosferə süni karbon qazının daxil olmasını balanslaşdırır. Fitoplankton dünya okeanlarında bərabər paylanmır. Ən yüksək konsentrasiyalar subpolar bölgələrdə və kontinental şelflərin yüksələn bölgələrindədir. Bu paylanma ən yaxşı şəkildə suda xlorofil konsentrasiyasını saxta rəngli şəkillərdə göstərən peyk şəkillərindən görmək olar, Şəkil 5.

Fotosintetik orqanizmlər olan fitoplankton, günəş radiasiyası ilə işıqlandırılan su sütununun üst təbəqəsinə və "8220fotik zonaya" köçmək və qalmaq məcburiyyətindədir. Fotik zona metrlərlə şaquli uzanması ilə deyil, mövcud günəş radiasiyasının miqdarı ilə müəyyən edilir. Fotik zonanın aşağı həddi, nüfuz edən işığın səth şüalanmasının 0,1 % -ə qədər azalmasıdır.

İşığın mövcudluğu bir neçə amildən asılıdır. İşıq spektri günəş radiasiyasının dərinliyə nüfuz etməsi ilə dərinlik dəyişir. Bu, suyun özü tərəfindən udulması və səpilməsi, eləcə də su sütununda həll edilmiş və hissəcikli üzvi və qeyri-üzvi maddələrlə bağlıdır. Sahil ərazilərində və şirin su ekosistemlərində həll edilmiş üzvi karbon (DOC) işığın nüfuzunu zəiflətməkdə və suyun rənginə təsir etməkdə böyük rol oynayır. DOC liqninlərin, xlorofillərin və yerüstü su axını ilə suya yuyulan digər üzvi materialların parçalanması nəticəsində yaranan üzvi birləşmələrin qarışığıdır. DOC spektrin UV diapazonunda güclü şəkildə əmilir. Bu üzvi birləşmələr bakterioplankton tərəfindən istehlak edilir, lakin bakteriyalar uzun zəncirli DOC-ni istehlak etməkdə çətinlik çəkirlər. Günəş UV bu uzun molekulları parçalayır və bakteriyalar parçaları daha sürətli mənimsəyə bilir. Bu, suyun şəffaflığını və günəş UV -nin daha böyük dərinliklərə nüfuz etməsini artırır. Bir geribildirim döngəsi günəş UV -nin bakteriyalara zərər verərək sayını azaldır.


Fitoplanktonun fotohərəkəti

Bir neçə fitoplankton orqanizmi fotik zonaya keçmək və orada qalmaq üçün aktiv mexanizmlərdən istifadə edir: bəzilərində bayraq və ya kirpiklər var və böyümə və çoxalma üçün optimal şərtlər axtarışında su sütununda aktiv şəkildə hərəkət edirlər. Digərləri neft damlaları və ya qaz vakuolları istehsal edən şaquli miqrasiya üçün üzmə qabiliyyətindən istifadə edirlər. Bu hərəkətlərin bəziləri, gecə saatlarında və gündüzdən əvvəl və gündüz səthə doğru hərəkət edən orqanizmlərin sirkadiyalı ritminə uyğundur. Dinoflagellatların bir neçə üzvlərinin gündəlik hərəkətləri zamanı su sütununda 35 m yuxarı və aşağı üzdükləri aşkar edilmişdir.

Fitoplankton orqanizmləri hərəkətlərini idarə etmək üçün ətraf siqnallarından istifadə edirlər. Bəzi bakteriyalar Yerin maqnit sahəsi xətlərini izləyir (maqnitotaksis). Flagellatesin oksigen və karbon qazının istilik və kimyəvi gradyanlarını aşkar etdiyi bilinir. Ən vacib ipuçları yüngüllük və cazibə qüvvəsidir. Qaranlıqda hərəkətli fitoplankton orqanizmləri Yerin cazibə sahəsi boyunca yuxarıya doğru hərəkət edirlər. Bu davranış mənfi qravitaksis (ağırlıq mərkəzindən uzaq) adlanır. Bu oriyentasiya mexanizmi həqiqətən diqqətəlayiqdir. Bu birhüceyrəli orqanizmlər kosmosda oriyentasiya tapşırığını yerinə yetirir, bunun üçün insanlar daxili qulağındakı mürəkkəb aparatdan və yaxşı miqdarda beyin gücündən istifadə edirlər. Yuxarıdakı davranış, aşağı şüalanma işığı olduqda müsbət fototaksis (işığa doğru hərəkət) ilə dəstəklənir. Hərəkətli fitoplankton orqanizmlərin çoxu öz motor aparatlarını idarə etmək və işığın istiqamətini istiqamətləndirmək üçün molekulyar fotoreseptorlara və daxili siqnal ötürmə mexanizminə malikdir.

Yuxarıda təsvir olunan müsbət fototaksisdən fərqli olaraq, bir çox fitoplankton okean səthində parlaq, süzülməmiş günəş radiasiyasına dözə bilmir və xüsusilə spektrin UV diapazonunda yüksək enerjili, qısa dalğa uzunluğunda radiasiya ilə zədələnir. Nəticədə, həddindən artıq zərərli radiasiya ilə su səthindən uzaqlaşmaq üçün mənfi fototaksisdən (işıq mənbəyindən uzaqlaşma) və ya qravitaksisinin tərsindən istifadə edirlər. Yuxarı və aşağı oriyentasiyaya nəzarət edən bu antaqonist reaksiyalar orqanizmlərin aralıq və optimal işıq şəraiti zonasında toplanması ilə nəticələnir, Şəkil 6.

Əlbəttə ki, bu qarışıq təbəqə deyilən okeanların üst təbəqəsindəki külək və dalğaların təsiriylə üst -üstə düşə bilər. . Bu təbəqələr arasındakı sərhəd termoklin adlanır. Hətta o zaman orqanizmlər aktiv və ya passiv yönümlü hərəkətlərlə okeanın üst qatında paylanmalarını pozurlar.

Su sütununda fitoplankton populyasiyasının paylanması müxtəlif dərinliklərdən su nümunələri götürərək və hüceyrə sıxlığını təyin etməklə təhlil edilə bilər. Şəkil 7, Şimal dənizindəki Helgoland adası yaxınlığındakı sakit bir gündə tipik bir vəziyyəti göstərir. Əhali əsasən dinoflagellatlardan ibarət idi (Ceratium) suda yuxarıya doğru hərəkət edərək, səhər saatlarında “neuston ” adlanan səthdə bir təbəqə meydana gətirdi. Günün ikinci yarısında, günorta saatlarında hüceyrələr daha aşağı səviyyəyə keçdi. Ertəsi gün güclü külək əsdi. Nəticədə fitoplankton orqanizmləri qarışıq zonada bərabər paylanmışdır.

Fitoplanktonun fotozərər və fotomühafizəsi

Fitoplankton orqanizmləri çıxılmaz vəziyyətdədir: Günəş radiasiyasına olan enerjili ehtiyacları səbəbindən fotik zonaya köçmək məcburiyyətindədirlər və digər tərəfdən həddindən artıq günəş radiasiyasından təsirlənirlər. Xüsusilə qısa dalğa uzunluğundakı UV fotosintetik piqmentləri ağardır və zülal və lipidlər də daxil olmaqla digər vacib biomolekulları parçalayır. Günəş radiasiyasının təsiri altında xromoforlar hüceyrənin struktur və funksional komponentlərinə təsir edən reaktiv oksigen növləri (ROS) əmələ gətirirlər. Xüsusilə hüceyrənin genetik materialı olan DNT günəş radiasiyasının əsas hədəfidir. Günəşin UV-B radiasiyasına məruz qalma (280 – 315 nm) DNT molekulunda bitişik timin və ya sitozin əsaslarının dimerlərinin əmələ gəlməsi ilə nəticələnir, Şəkil 8.

Şəkil 8. Timin dimerləri. Şəkil 10. MAA -ların HPLC ayrılması.

Ayrılan MAA-nın udma spektrləri UV-A bölgəsinə yayılmış fərqli absorbsiya maksimumlarını göstərir, Şəkil 11.

Şəkil 11. Müxtəlif MAA kitabxanası.

Bəzi orqanizmlər həmişə müəyyən bir MAA səviyyəsinə malikdirlər. Digərlərində MAA sintezi günəş radiasiyasına məruz qalır. Bu yaxınlarda ölçülmüş hərəkət spektrləri göstərir ki, biosintez UV şüalanması ilə əmələ gəlir, Şəkil 12.

Bəzi orqanizmlər bu günəş kreminin yüksək konsentrasiyasının belə təsirli olması üçün çox kiçikdir. Ancaq əhalinin səviyyəsi təhlil edildikdə qorunma təsirli ola bilər. Məsələn, mikrob paspaslarda, üst təbəqədəki orqanizmlər, aşağı təbəqələri qoruyan zərərli UV radiasiyasının çoxunu udurlar. Döşəmə daxilində aktiv hərəkət hər bir fərdin aldığı işıq səviyyəsinin incə tənzimlənmiş tənzimlənməsinə imkan verir.

Zərərli Günəş UV -nin başqa bir hədəfi də xloroplastlardakı fotosintez aparatıdır. Günəş enerjisi fotosintetik piqmentlər tərəfindən toplanır və suyun fotolizini, enerji istehsalını və sudan və karbon qazından üzvi molekullar yaratmaq üçün lazım olan maddələri azaltmaq üçün istifadə edildiyi reaksiya mərkəzlərinə nəql olunur. Həyəcanlanmış xlorofillərdən artıq enerji molekulyar oksigenə tökülə bilər və bu, daha sonra zülalları, piqmentləri və digər həyati vacib hüceyrə biomolekullarını parçalayan yüksək reaktiv molekulyar növ olan təkli oksigeni əmələ gətirir. Fotosintez aparatını qorumaq üçün hüceyrələr, reaktiv mərkəzlərə çox yaxın olan və artıq enerjini udan və fotosintez aparatına zərər verməzdən əvvəl termal olaraq istirahət edən müəyyən karotenoidlərdən istifadə edirlər.

Digər qorunma mexanizmi “fotoinhibisyon”dur: Həddindən artıq günəş radiasiyası reaksiya mərkəzindən xlorofildən elektron daşıma zəncirində D1 olaraq adlandırılan mərkəzi zülalı bükür. a ilkin qəbulediciyə (phaeofhytin). Zədələnmiş D1 zülalı sonradan proteaz adlı bir ferment tərəfindən çıxarılır. Bu proses fotosintetik aparatın elektron daşıma qabiliyyətini və beləliklə də onun həssaslığını azaldır. Fotoinhibisiya fotosintetik olaraq istehsal olunan oksigen baxımından, Şəkil 13 və ya fotosintetik kvant verimi ilə ölçülə bilər.

Şəkil 13. O 2 ölçmə yerində.

Pulse amplitüd modulyasiyası (PAM) floresans, floresans parametrlərini izləyərək bu prosesləri qeyri-invaziv olaraq ölçmək üçün istifadə edilə bilər. Qaranlıq uyğunlaşmadan sonra fitoplankton fotosintez üçün istifadə olunan bütün fotonların 70%-ə qədər yüksək kvant məhsuldarlığını göstərir. Həddindən artıq radiasiyaya məruz qaldıqda bu məhsuldarlıq çox sürətlə təxminən 20%-ə düşür. İcazə verilən işıq səviyyələrinə qayıtdıqda, orijinal səviyyələrə tez bir zamanda bərpa olunur. Bu inhibisyonun əksəriyyəti görünən işığa (fotosintetik aktiv şüalanma, PAR) səbəb olsa da, əhəmiyyətli bir pay Günəş radiasiyasındakı enerji hissəsindən çox daha çox olan UV radiasiyasından qaynaqlanır, Şəkil 14.

Ferroni, L. Klisch, M. Pancaldi, S. and Häder, D.-P.: Complementary UV-absorption of mycosporine-like amino acids and scytonemin is responsible for the UV-insensitivity of photosynthesis in Nostoc flagelliforme. Mar. Drugs 8, 106-121 (2010)

Häder, D.-P.: Vertical migration and distribution of primary producers in aquatic ecosystems - The effects of enhanced solar UVB. Fotokimya. Fotobiol. 65, 263-264 (1997).

Häder, D.-P. and Sinha, R.P.: Solar ultraviolet radiation-induced DNA damage in aquatic organisms: potential environmental impact. Mutation Research 571, 221-233 (2003).

Häder, D.-P., Hemmersbach, R. and Lebert, M.: Gravity and the Behavior of Unicellular Organisms. Developmental and Cell Biology Series, vol. 40. Cambridge Univ. Press 2005.

Häder, D.-P., Helbling, E.W., Williamson, C.E. and Worrest, R.C.: Effects of UV radiation on aquatic ecosystems and interactions with climate change. Fotokimya. Fotobiol. Elmi. 10, 242-260 (2011).

Häder, D.-P., Ntefidou, M., Iseki, M. and Watanabe, M.: Phototaxis photoreceptor in Euglena gracilis. In: Wada, M., Shimazaki, K. and Iino, M. (eds.): Light Sensing in Plants. pp. 223-229, Yamada Science Foundation and Springer-Verlag, Tokyo, (2005).

Helbling, E.W. and Zagarese, H. (eds.) UV effects in aquatic organisms and ecosystems. In Comprehensive Series in Photochemistry and Photobiology, vol. 1 (series eds. G. Jori and D.-P. Häder) RSC, London, 2003.

Klisch, M., Sinha, R.P., Helbling, E.W. and Häder, D.-P.: Induction of thymine dimers by solar radiation in natural freshwater phytoplankton assemblages in Patagonia, Argentina. Aquatic Sciences - Research Across Boundaries 67, 72-78 (2005).

Ntefidou, M., Iseki, M., Watanabe, M., Lebert, M. and Häder, D.-P.: Photoactivated adenylyl cyclase controls phototaxis in the flagellate Euglena gracilis. Bitki fiziol. 133, 1517-1521 (2003).

Rastogi, R.P., Richa, Singh, S.P., Häder, D.-P. and Sinha, R.P.: Mycosporine-like amino acids profile and their activity under PAR and UVR in a hot-spring cyanobacterium Scytonema sp. HKAR-3. Australian Journal of Botany 58, 286–293 (2010).

Rastogi, R.P., Richa, Sinha, R.P., Singh, S.P. and Häder, D.-P.: Photoprotective compounds from marine organisms. J. Ind. Microbiol. Biotexnol. 37, 537–558, (2010).

Richter, P., Ntefidou, M., Streb, C., Lebert, M. and Häder, D.-P.: The role of reactive oxygen species (ROS) in signaling of light stress. Recent Res. Devel. Biokimya. 4, 957-970 (2004).


Are there any other health issues related to UV radiation?

Əlavə olaraq dəri xərçəngi, exposure to UV rays can cause other health problems:

  • UV rays, either from the sun or from artificial sources like tanning beds, can cause sunburn.
  • Exposure to UV rays can cause premature aging of the skinsigns of sun damage such as wrinkles, leathery skin, liver spots, actinic keratosis, and solar elastosis.
  • UV rays can also cause eye problems. They can cause the cornea (on the front of the eye) to become inflamed or burned. They can also lead to the formation of cataracts (clouding of the lens of the eye) and pterygium (tissue growth on the surface of the eye), both of which can impair vision.
  • Exposure to UV rays can also weaken the immune system, so that the body has a harder time fending off infections. This can lead to problems such as reactivation of herpes triggered by exposure to the sun or other sources of UV rays. It can also cause vaccines to be less effective.

Some people are more sensitive to the damaging effects of UV radiation. Some medications can also make you more sensitive to UV radiation, making you more likely to get sunburned. And certain medical conditions can be made worse by UV radiation.


Is UV radiation more likely to cause mutations during mitosis? - Biologiya

At a replicon, one strand of DNA is made in a continuous manner (the leading strand) and the other in a discontinuous manner (the lagging strand).
DNA is made in only the 5-prime to 3-prime direction and the replication bubble opens the original double stranded DNA to expose both a 3-prime to 5-prime template (Leading strand template) and it complement.
The lagging strand must be synthesized as a series of discontinuous segments of DNA.
These small fragments are called Okazaki fragments and they are joined together by an enzyme known as DNA ligase.

DNA synthesis is not perfect initially, so a proofreading mechanism is performed by a 3-prime to 5-prime exonuclease activity that is part of DNA polymerase enzyme itself.
Since DNA polyerase requires a template and a free 3-prime hydroxyl group to add nucleotides on to, RNA primers are required to initiate DNA polymerization.
An enzyme, primase which is part of a large complex of proteins called the primosome, synthesizes a small stretch of RNA (the primer) of 3-10 nucleotide in length, which will act as a starting site for the DNA polymerase.
Okazaki fragments are initally made with RNA 5-prime ends which is digested away by the 3-prime to 5-prime exonuclease activity of the adjacent DNA polymerase enzyme just prior to the ligation of the two fragments.
To make the DNA single stranded in the first place to allow DNA synthesis, the DNA must be unwound.
Unwinding double stranded DNA requires helicases, topoisomerases and single-strand binding proteins (SSBPs).
The proteins discussed above form a ribosome-sized complex referred to as the replisome.
Arrangement of the replisome such that the lagging-strand is "looped around" allows the machinery to move in one direction while synthesizing DNA from strands in opposing polarities.

As DNA synthesis requires a RNA primer that will eventually be digested away, standard DNA replication would result in linear chromosmes that would shrink with every round of replication.
This is resolved in bacteria by the circular genome which does not have an end.
In linear chromosomes, a specialized structure the telomere solves the end of DNA replication problem.
Telomeres have highly repeated DNA sequences 5'-TTAGGG-3'.
Human chromosomes have between 100 and 1500 copies of this sequence.
Telomerase, a special DNA polymerase, can add additional copies of the 5'-TTAGGG-3' to the end of a chromosome.
The telomerase enzyme is actually a complex containing protein and RNA (a "ribozyme").
The RNA portion has a 5'-CCCTAA-3' region that acts as a template for adding the DNA repeat to the chromosome ends.
The telomerase enzyme is found mostly in the germ cells of multicellular organisms.
In somatic cells, the absence of telomerase results in shorter chromosomal ends with each division and may be the limiting factor in an organism's life span.

DNA repair

Excision repair mechanisms remove abnormal nucleotides to correct mutations.
Base excision repair mechanisms first remove a damaged base then causes excision of the remaining sugar-phosphate unit.
Pyrimidine dimers and other bulky lesions are removed through nucleotide excision repair (NER).
NER causes two nicks which leads to the removal of a stretch of damaged single-stranded DNA (12 in E. coli and 29 in humans).
Mismatch repair corrects mutations of non-complementary bases that become included in DNA during replication that are not fixed by proof-reading.
The original strand is recognized as such by the action of DNA methylases (the old DNA strand is methylated).
Mismatch repair endonucleases cut the sugar phosphate backbone (a nick) and an exonuclease removes the incorrect nucleotides from the nicked strand.

Nuclear and Cell Division

1) Prophase:
The chromosomes begin to condense and become visible by light microscopy.
The two sister chromatids appear to be attached at the centromere.
The two centrosomes (which were duplicated during S-phase) begin to move to opposite ends of the cell.
The centrosomes begin assemble of the microtubule-containing structure, the mitotic spindle with dense asters forming at each centrosome.
The cytoskeletal microtubules disassociate and the tubulin is added to the mitotic spindle.
In animal cells but not plant cells, centrioles are located at the core of the centrosomes.

2) Prometaphase:
The nuclear membrane breakdown.
Centrosomes stop as locations at opposite poles of the cell.
As the nuclear membrane is no longer present, mitotic spindle microtubules make contact with the chromosomes with the CEN DNA sequences of the chromosomes centromere to form the kinetochore (a protein-DNA complex).
Each chromosome develops two kinetochores, one for each sister chromatid.
The kinetochores bind the free ends of the mitotic spindle microtubules to attach the chromosomes to the mitotic spindle.
The chromosomes are forced toward the centre of the cell.
The mitotic spindle microtubules can attach to the kinetochores (kinetochore microtubules), to microtubules from the other pole (polar microtubules) and to the proteins of the inner plasma membrane (aster microtubules).

3) Metaphase:
The chromosomes are completely condensed.
The chromosomes are paused and aligned at the metaphase plate, a plane half-way between the poles.
A mitotic karyotype can be constructed from cells arrested at metaphase.

4) Anaphase:
Sister chromatids separate and begin to move to opposite poles.
In anaphase A, the chromosomes are pulled by the centromeres towards the poles as the kinetochore microtubules shorten.
In anaphase B, the poles push apart as the polar microtubules get longer.
Anaphase A and B may occur in this order or at once, depending upon cell type.

5) Telophase:
The daughter chromosomes arrive at the pole and begin to revert to chromatin.
The nucleoli develop, the spindle disassembles and the nuclear envelope reappears.
Cytokinesis occurs.

The assembly of the mitotic spindle microtubules and chromosome attachment is key to ability of the mitotic spindle to move the chromosomes during mitosis.
The tubulin subunits have polarity and assembly of the mitotic spindle microtubules occurs with the minus (-) end located at the centrosome and the plus (+) end growing out.
The mitotic spindle microtubules are dynamic structures that are continually growing and shrinking by the addition and loss of tubulin subunits.
As the plus end is so named because it grows far faster than the minus end, this is where most of the increase in microtubule length occurs.
During late prophase, microtubule-forming speed up.
With the dissolution of the nuclear membrane, the plus ends of the mitotic spindle microtubules make contact with the kinetochores.
The chromosomes are both pushed and pulled into alignment by the mitotic spindle microtubules.
With anaphase, the centromeres split and the chromosomes separate and move towards opposite poles due to the action of motor proteins.

Cytokinesis divides the cytoplasm after the chromosomes have been sorted to complete the process of cell division.
Cytokinesis is not necessarily closely linked to nuclear division.
There are numerous examples of the nuclear division without cytokinesis such as early Drosophila development involves several rounds of replication without cytokinesis (the cells form later).
Cytokinesis in animal cells depends upon formation of the cleavage furrow.
This is dependent upon the tightening of a contractile ring of actin microfilaments through the action of myosin (and ATP) to pinch the cell into two.
Cytokinesis in plant cells produce a cell plate between separated daughter nuclei.
The cell plate is formed from materials (polysaccharides and glycoproteins) provides by vesicles derived from the Golgi apparatus.

Hüceyrə dövrünün tənzimlənməsi

Cell cycle control molecules were first discovered through cell fusion experiments in the 1970s.
The fusion of cells in different stages of the cell cycle (to form a heterokaryon) demonstrated that latter stages possess factor trigger progression.
G1 + S -> G1 nucleus enters S phase immediately.
S + G2 -> G2 nucleus does not enter S phase before mitosis.
M+ G1, S or G2 -> non-M phase nuclei enters mitosis, whether or not the DNA is duplicated.

The work of Dr. Masui (University of Toronto) initiated the identification of the cell cycle control molecules.
Frog oocytes are arrested in G2 until a hormone stimulates the egg to continue maturation (immature egg).
With hormonal stimulation, the eggs proceeds to once again be arrested in metaphase II of meiosis, awaiting fertilization (mature egg).
Injection of cytoplasm from a mature egg into an immature egg results in the later beginning meiosis.
The Maturation-Promoting Factor (MPF) which moves cells through the G2 checkpoint is a highly conserved factor now known as the mitosis promoting factor (MPF).
Yeast mutant strains that have defective cell cycle were identified.
One carried a mutant form of a gene (cdc2) which encodes one of the two protein that make up the MPF.
The yeast cdc2 gene encodes a cyclin-dependent protein kinase (Cdk) which is only active when bound to one of the cyclin family of proteins (the second protein in MPF).
Certain cyclins are present only during certain stages of the cell cycle.
There are several cyclin-dependent kinases and several cyclins which control the G1 checkpoint (G1 Cdk s and G1 cyclins) and the G2 checkpoint (mitotic Cdk s and mitotic cyclins).

Once bound to the cyclin, the mitotic cyclin-dependent kinase complex (or MPF) phosphorylates proteins involved in the early stages of mitosis.
The active MPF stimulates the breakdown of the nuclear envelope, chromosome condensation, mitotic spindle formation and degradation of key proteins.
The mitotic Cdk-cyclin complex (MPF) also controls the spindle assembly checkpoint by activating the anaphase promoting complex.
The DNA damage checkpoint is regulated by p53, "the Guardian of the Genome"!

The G1 Cdk-cyclin complex controls the G1 checkpoint by the phosphorylation of a number of proteins.
One main target is the retinoblastoma (Rb) protein.
Phosphorylation of Rb prevents the binding and inactivation of the transcription factor E2F.
When E2F is then active to allow the transcription of a number of gene products that are essential to trigger S phase.
Please note that during M phase, Rb is dephosphorylated and E2F is inhibited.
In summary, the cell cycle is regulated by the control of checkpoints by cyclin-Cdk complexes.


DNA repair (Damage and Sources)

Tərif: DNA repair, any of several mechanisms by which a cell maintains the integrity of its genetic code. In human cells, both normal metabolic activities and environmental factors such as radiation can cause DNA damage, resulting in as many as 1 million individual molecular lesions per cell per day. DNA repair ensures the survival of a species by enabling parental DNA to be inherited as faithfully as possible by offspring. It also preserves the health of an individual. Mutations in the genetic code can lead to cancer and other genetic diseases.

As a consequence, the DNA repair process is constantly active as it responds to damage in the DNA structure. When normal repair processes fail, and when cellular apoptosis does not occur, irreparable DNA damage may occur, including double-strand breaks and DNA cross-linkages (interstrand crosslinks or ICLs). This can eventually lead to malignant tumors or cancer as per the two hit hypothesis.

Successful DNA replication requires that the two purine bases, adenine (A) and guanine (G), pair with their pyrimidine counterparts, thymine (T) and cytosine (C). Different types of damage, however, can prevent correct base pairing, among them spontaneous mutations, replication errors, and chemical modification.

Genomic mutations can also be carried over into daughter generations of cells if the mutation is not repaired prior to mitosis. Once cells lose their ability to effectively repair damaged DNA, there are three possible responses.

The cell may become senescent, i.e., irreversibly dormant. In 2005, multiple laboratories reported that senescence could occur in cancer cells in vivo as well as in vitro, stopping mitosis and preventing the cell from evolving further.

The cell may become apoptotic. Sufficient DNA damage may trigger an apoptotic signaling cascade, forcing the cell into programmed cell death.

The cell may become malignant, i.e., develop immortal characteristics and begin uncontrolled division.

The 2015 Nobel Prize in Chemistry was awarded to Tomas Lindahl, Paul Modrich, and Aziz Sancar for their work on the molecular mechanisms of DNA repair processes.

DNA damage and Sources: DNA damage, due to environmental factors and normal metabolic processes inside the cell, occurs at a rate of 10,000 to 1,000,000 molecular lesions per cell per day. While this constitutes only 0.000165% of the human genome’s approximately 6 billion bases (3 billion base pairs), unrepaired lesions in critical genes (such as tumor suppressor genes) can impede a cell’s ability to carry out its function and appreciably increase the likelihood of tumor formation and contribute to tumor heterogeneity.

Often when DNA is damaged, the cell chooses to replicate over the lesion instead of waiting for repair (translesion synthesis). Although this may lead to mutations, it is preferable to a complete halt in DNA replication, which leads to cell death. On the other hand, the importance of proper DNA repair is highlighted when repair fails. The oxidation of guanine by free radicals leads to G-T transversion, one of the most common mutations in human cancer.

There are several types of damage to DNA due to endogenous cellular processes:

  • Oxidation of bases (e.g. 8-oxo-7,8-dihydroguanine (8-oxoG)) and generation of DNA strand interruptions from reactive oxygen species,
  • Alkylation of bases (usually methylation), such as the formation of 7-methylguanosine, 1-methyladenine, 6-O-Methylguanine
  • Hydrolysis of bases, such as deamination, depurination, and depyrimidination.
  • “Bulky adduct formation” (i.e., benzo(a)pyrene diol epoxide-dG adduct, aristolactam I-dA adduct)
  • Mismatch of bases, due to errors in DNA replication, in which the wrong DNA base is stitched into place in a newly forming DNA strand, or a DNA base is skipped over or mistakenly inserted.
  • Monoadduct damage caused by a change in single nitrogenous base of DNA
  • Diadduct damage

DNA can be attacked by physical and chemical mutagens. Physical mutagens are primarily radiation sources, including UV (200-300 nm wavelengths) radiation from the sun. UV radiation produces covalent bonds that crosslink adjacent pyrimidine (cytosine and thymine) bases in the DNA strand. Ionizing radiation (X-rays) initiates DNA mutations by generating free radicals within the cell that create reactive oxygen species (ROS) and result in single-strand and double-strand breaks in the double helix. Chemical mutagens can attach alkyl groups covalently to DNA bases nitrogen mustard compounds that can methylate or ethylate the DNA base are examples of DNA alkylating agents. Procarcinogens are chemically inert precursors that are metabolically converted into highly reactive carcinogens. These carcinogens can react with DNA by forming DNA adducts, i.e., chemical entities attached to DNA.

It is important to distinguish between DNA damage and mutation, the two major types of error in DNA. DNA damage and mutation are fundamentally different. DNA damage can be recognized by enzymes, and thus can be correctly repaired if redundant information, such as the undamaged sequence in the complementary DNA strand or in a homologous chromosome, is available for copying. If a cell retains DNA damage, transcription of a gene can be prevented, and thus translation into a protein will also be blocked. Replication may also be blocked or the cell may die.

Hereditary nonpolyposis colorectal cancer results from a mutation in the MSH2 and MLH1 proteins, which repair mismatches during replication. Xeroderma pigmentosum (XP) is another condition that results from failed DNA repair. Patients with XP are highly sensitive to light, exhibit premature skin aging, and are prone to malignant skin tumors because the XP proteins, many of which mediate nucleotide excision repair, can no longer function.

However, infrequent mutations that provide a survival advantage will tend to clonally expand at the expense of neighboring cells in the tissue. This advantage to the cell is disadvantageous to the whole organism because such mutant cells can give rise to cancer. Thus, DNA damage infrequently dividing cells, because it gives rise to mutations, is a prominent cause of cancer. In contrast, DNA damage in infrequently-dividing cells is likely a prominent cause of aging.


Videoya baxın: Ultrabənövşəyi şüalar koronavirusu yox edirmi (Dekabr 2022).