один из основных компонентов, ответственных за старение,

имеет отношение к возраст-зависимым реорганизациям не только мтДНК, но и яДНК эукариотической клетки (Осивец, Хаманн, 1997). В связи с этим обратимся к весьма популярной, особенно в 90-х годах, теории теломерного старения и иммортализации соматических клеток (Оловников, 1971; Olovnikov, 1973, 1996; Harley, 1991 и др.).

Молекулярная логика этих и других процессов, связанных с теломерами, может стать более понятной, если принять во внимание структурную роль теломер в организации ядра клетки. Высокоспецифичное положение теломер внутри ядра, зависимое от взаимодействия их с ядерными мембраной и матриксом (Luderus et al., 1996) и, возможно, с цитоскелетом, определяет расположение и правильное функционирование в ядре хромосом. Взаимодействуют теломеры и друг с другом, образуя кластеры (см. обзор: Куренова, Мейсон, 1997). Более того, теломерные последовательности ДНК диспергированы по разным участкам внутри хромосом и отличаются своей чувствительностью к хромосомным разрывам и рекомбинациям (Balajee et al., 1996; Спитковский, 1997). В обзорной работе Егорова и соавт. (1997) обсуждается любопытное объяснение того, как устроен и действует механизм контакта теломеры с внутриядерными структурами.

Указанные факты и представления целесообразно рассматривать совместно с данными о зависимости структуры ядерного скелета от состояния цитоске-лета. Как известно, целостному цитоскелету непролиферирующей (дифференцирующейся) клетки соответствует слабо выраженная, фрагментированная скелетная структура ядра; напротив, с дезорганизованным цитоскелетом ростстимулированной клетки коррелирует высокоразвитый ядерный матрикс, что считается необходимым для упорядоченного прикрепления к нему ДНК и организованного протекания репликативного синтеза ДНК. Данные положения рассматриваются нами как весьма принципиальные. Действительно, организованное расположение микротрубочек и микрофибрилл в цитоплазме изменяет их взаимодействие с геномом так, что клетка теряет способность к разм-ножению (Епифанова и др., 1983). Разрушение же даже небольшой доли клеточных микротрубочек может инициировать синтез ДНК (Bershadsky et al., 1995). Неслучайной представляется и корреляция: белок статмин (метабластин, онкопротеин 18), препятствующий встраиванию тубулина в микротрубочки и вызывающий их разборку, найден во всех размножающихся клетках позвоночных (см. Надеждина, Зиновкина, 1999 и цитируемые ими работы).

Определённое отношение к взаимовлиянию цито- и ядерного скелета имеют, на наш взгляд, периодические АТР-зависимые сокращения как элементов цитоскелета, прежде всего микротрубочек, так и определённых структур ядра – комплекса кислого негистонового белка с гистоном, а также обнаруженных в ядре актомиозиновых образований.

Названные АТР-зависимые сокращения, вероятно, ограничивают «заякоривание» теломер и их внутрихромосомных последовательностей к ядерной оболочке и фибриллярно-гранулярной сети внутри ядра (подробнее об этом см. п.3.6.5). В нормальной же ростстимулированной клетке, в связи с дефицитом АТР и отсутствием со стороны дестабилизированного цитоскелета «диспергирующих» управляющих воздействий, теломеры непосредственно или через теломеросвязывающие белки прикрепляются к ядерной оболочке и ядерному матриксу, создавая тем самым условия для устойчивого протекания ферментативно регулируемого синтеза ДНК. После определённого числа клеточных удвоений без компенсации указанных повторов длина теломер может уменьшиться до критической величины. Такие теломеры, как отмечалось выше, не способны уже прикрепляться к ядерным мембране и матриксу и, следовательно, создать названные нами условия для репликативного синтеза ДНК, если даже устанавливается в клетке необходимый для окислительного митогенеза уровень дисбаланса ΔП (ПО – АО).

Несколько иная ситуация складывается при исправном функционировании теломеразного звена. Восстановление длины теломер позволяет им связываться с матриксом и мембраной ядра, что, в свою очередь, необходимо для осуществления репликативного синтеза ДНК с помощью ДНК-полимеразы, в том числе и синтеза теломерных повторов при участии теломеразы. Следовательно, в этом случае проявляется действие замкнутой самоподдерживающейся системы, в которой условия для удлинения теломер в каждом митозе и заякоривания их взаимно обеспечиваются. Подобный режим, по всей видимости, реализуется в иммортализованных клетках. Здесь, однако, неясным остаётся механизм реактивации теломеразного гена (см. ниже).

Как представляется нам, указанные события в стареющей клетке или, во всяком случае, некоторые из них не могут происходить вне прямой или косвенной связи с постепенно нарастающим в ней дисбалансом Δ (ПО – АО).

В связи со сказанным интересны данные Кирка и соавт. (Kirk et al., 1997) о том, что мутация теломеразной матрицы в клетках Tetrahymena thermophila резко замедляет или полностью блокирует деление ядра вследствие неспособности хромосом к расхождению в анафазе митоза. Одним из возможных факторов, прямо или косвенно причастных к образованию мутантных по теломерам клеток с дефектом в расхождении хромосом, может быть избыточный уровень АФК, которые, как отмечалось выше, способны к окислительному изменению и повреждению яДНК (см. Пескин, 1996). Можно предположить, что оксидативно-зависимые перестройки ядерных структур, включая теломерные участки ДНК, составляют существенную часть из тех, которые вообще происходят после начала старения клеток, в том числе и в связи с изменением спектра действующих генов (Meyyappan et al., 1995; Спитковский, 1997).

Исходную материальную основу для окислительной модификации яДНК и белков составляет нарастание продукции АФК с возрастом, которое определя-ется главным образом дефектами в митохондриях, в том числе повреждением мтДНК. При этом в митохондриальной системе создаются замкнутые контуры с положительной обратной связью по производству О.

Окислительное действие на ядерные структуры оказывают также присутст-вующие в мембране ядра О-продуцирующие редокс-цепи. Повреждающий и (или) перестроечный эффект АФК ядерного происхождения должен быть достаточно высоким, так как мишени здесь расположены в непосредственной близости от места их генерации (Пескин, 1996). Кстати, участие различных АФК в ядерных процессах косвенно подтверждается наличием в ядре клеток специфических форм SOD (предположительно, Мn-SOD), каталазы и GPX. Последние обнаружены, в частности, в ядрах клеток коры головного мозга крысы, где они ассоциированы преимущественно с транскрипционно-активной фракцией хроматина (Protas, 1996). В ядре, как и во всех других клеточных структурах, присутствует также один из наиболее мощных эндогенных анти-оксидантов – мелатонин (см. Малиновская, 1998).

1.4.4. Приведённые выше достаточно весомые аргументы и факты позволяют допустить