• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.氧自由基学说
  • 4.端粒假说

DNA 损伤修复学说

DNA损伤修复(repair of DNA damage)是在细胞中多种酶的共同作用下,使DNA受到损伤的结构大部分得以恢复,降低了突变率,保持了DNA分子的相对稳定性。DNA损伤修复学说,外源的理化因子,内源的自由基本均可导致DNA的损伤。正常机体内存在DNA的修复机制,可使损伤的DNA得到修复,但是随着年龄的增加,这种修复能力下降,导致DNA的错误累积,最终细胞衰老死亡。DNA的修复并不均一,转录活跃基因被优先修复,而在同一基因中转录区被优先修复,而彻底的修复仅发生在细胞分裂的DNA复制时期,这就是干细胞能永保青春的原因。

基本信息

  • 中文名

    DNA 损伤修复学说

氧自由基学说

氧分子具有双重性,它既是人类七大营养素之一,同时也对人体具有一定危害。氧自由基主要来自我们体内,我们每日三餐吃进去粮食、油和鱼、肉、蛋在体内各组织细胞里的线粒体中进行氧化,同时产生二氧化碳、水及能量(即ATP)。二氧化碳通过呼吸,由肺呼出,能量以ATP形式供各组织、器官用以维持生理活动,以供心脏跳动、胃肠蠕动、大脑记忆等等。在糖、脂类及蛋白质的氧化过程中除能量外,还产生了不少氧自由基。

研究发现,氧自由基可以引起DNA单链断裂,也可引起DNA双链断裂。修复损伤DNA的能力随年龄增加而下降,人年纪大了,修复能力差,损伤的DNA就会积累,基因功能也会受影响,促使细胞逐渐衰老乃至死亡。

氧自由基还会损害蛋白质与细胞膜,可使蛋白质变性。如果受损害的蛋白质和神经传导有关,则神经传导就会失灵。此外,氧自由基还损伤脂类,引起脂质过氧化,脂质过氧化以后,又可再产生氧自由基,形成恶性循环。

端粒假说

端粒是指细胞核内染色体末端的一段特殊的结构,由端粒酶合成。这种结构可以防止两条染色体间互相交联,如交联可引起染色体畸变,会引发肿瘤。另外,它也可防止损伤的DNA修复得不正确。端粒有一定长度,随着年龄增加,端粒长度会越来越小、越来越短,有人认为端粒长短与人类个体的寿命有关。

2003年国外科学家发现,血细胞端粒短的人,寿命较短,其心脏病病死率是端粒长的人3.18倍,传染病病死率是端粒长者的8.54倍。2004年有人认为,老年糖尿病、老年人创伤愈合缓慢、免疫功能下降、肌肉萎缩、动脉粥样硬化及肿瘤发生等,均可能与相应细胞端粒较短有关。总之,端粒长度是人类体细胞衰老的标志之一。

女性寿命往往比男性长,这是一种普遍的社会现象。为什么女性寿命比男性寿命长呢?科学家对此进行了一系列研究,认为:①从遗传因素看,女性性染色体是XX,男性性染色体是XY。有一种清除氧自由基相关的酶,叫6-磷酸葡萄糖脱氢酶,它的基因定位在X染色体,从这一点看,女性抗氧自由基损伤的能力比男性强。②调节细胞周期的有关酶也定位于X染色体,因此女性在细胞周期调节方面可能比男性有优势。③有些学者认为,女性寿命长可能还与雌激素有关。雌激素可以刺激生长激素和催乳激素分泌,加强胸腺功能,提高免疫力;雌激素还有利于胆固醇和脂蛋白代谢,使女性动脉粥样硬化患病率低于男性。④端粒长度的缩短速率,男性比女性快。北京大学衰老研究中心研究发现,男性在年轻时其端粒长度比同龄女性稍长,但随年龄增加,端粒缩短速率快于女性,男性每年端粒长度丢失速率比女性快3个碱基对。上述原因可能决定了男女寿命的差异。

以上介绍了现代公认的三种生物衰老学说。此外,还有其他学说:如线粒体DNA损伤学说、基因调控学说、神经内分泌学说、免疫学说、蛋白质合成差错累积学说等等。随着衰老机理研究的不断深入,必将对人类延缓衰老发生积极的作用。