Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ПРИНЦИП СИСТЕМНОГО ОТВЕТА.

Принцип системного ответа клетки [10] утверждает взаимодополняемость эффекта усиления, а также деструктивных и компенсаторно-приспособительных механизмов реакций биологических систем на внешнее воздействие.

2.4 ПРИМЕРЫ ПРИНЦИПА СИСТЕМНОГО ОТВЕТА.

ПРИМЕР 1. ПОСТРАДИАЦИОННОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ (РЕПАРАЦИЯ) ДНК [2, 3].

В общем случае, пораженная ДНК под воздействием ПАРП (поли (АДФ-рибозил) полимераза) и лигаз репарирует повреждения, восстанавливая свою целостность (рис.4).

Субстратом ПАРП служит НАД. Следствием работы ПАРП является восстановление ДНК и образование полимеров (поли АДФ рибоза). Т.е. мы видим типичный пример репарации повреждений (рис.5).

Однако, если повреждений много, то поврежденная ДНК меняет конформационное состояние ПАРП, в следствие чего изменяется состояние интерфазного хроматина (ИХ), которое характеризуется увеличением доступности ДНК к эндонуклеазам, что, в свою очередь, ведет к гибели клетки, в частности, по механизму апоптоза (рис.6).

Рис.6 Схема ингибирования процесса репарации ДНК избытком исходных веществ (поврежденных молекул ДНК). ДНК₊ - поврежденная ДНК, ПАРП – поли (АТФ-рибозил) полимераза, ИХ – интерфазный хроматин.

Из-за того, что количество повреждений ДНК большое, наблюдается значимое уменьшение содержания НАД (рис.5), а это, в свою очередь, оказывает влияние на снижение синтеза макроэргов (НАД – один из предшественников макроэргов), что также может привести, в общем случае, к гибели клетки (рис.7).

Таким образом, имеет место двойственность эффектов работы фермента ПАРП (фазность ответа): при низком количестве поврежденной ДНК этот фермент работает, как система репарации (гомеостаза), а при большом числе повреждений, как система усиления повреждения. Это является ярким примером системного ответа клетки: сопряжение процессов энергообеспечения и репарации обеспечивает качественное изменение реакции биологической системы (фазность) на повреждение ДНК, т.е. переход количественных изменений (концентрация повреждений ДНК) в качественные (инверсия ответа от отрицательной обратной связи до положительной).

Таким образом, принцип системного ответа клетки обосновывает взаимосвязь процессов усиления ответа на повреждающее воздействие и компенсаторно-приспособительных механизмов, обеспечивая интегрирование клеточных реакций с целью адаптации организма к внешнему воздействию.

Адаптация в данном случае подразумевает под собой выживание вышележащих морфологических структур за счет гибели нижележащих.