衰老的机制：DNA损伤和修复

2013-12-31 16:27| 发布者: 喜羊羊| 查看: 830| 评论: 0|来自: smartskincare

摘要: DNA（脱氧核糖核酸，deoxyribonucleic acid）是生命的一种关键分子；它含有基因编码的生物蓝图。DNA是细胞中最不可或缺的一部分。其他的结构，如RNA、蛋白质、脂质体都可以根据基因指令被完整的替换。DNA则相反，如 ...

    DNA（脱氧核糖核酸，deoxyribonucleic acid）是生命的一种关键分子；它含有基因编码的生物蓝图。DNA是细胞中最不可或缺的一部分。其他的结构，如RNA、蛋白质、脂质体都可以根据基因指令被完整的替换。DNA则相反，如果缺失或者超出修复能力范畴也不能替换。
    DNA损伤主要导致两种结果：细胞死亡或细胞变异。后者意味着有一个或多个基因缺失或改变其性能。绝大多数突变要么是有害的，要么是中性的（不产生影响）。伤害DNA导致突变的物质称为诱变剂。自由基是最常见的诱变剂；其他诱变剂还有 N-亚硝基（ N-nitroso）化合物、醛（aldehydes）、石棉（asbestos ）和煤焦油（coal tar）。大部分的诱变剂都是致癌物质（carcinogens ）。
    DNA 不断的受到诱变剂攻击。大部分的诱变剂，如氧化自由基和某些醛（aldehydes）都是代谢的正常产物，无法避免；其他的，如香烟的烟雾或乙醛（acetaldehyde ，酒精在体内分解的产物）都是自找的；还有另外一些来自于环境污染。各种类型的辐射也能导致突变。紫外线辐射损伤主要局限于皮肤、角膜和视网膜，而高剂量的辐射，如X射线，可以使身体任何部位发生突变。
    细胞中有许多酶参与DNA修复；大部分的损伤都可以修复，不会造成任何不良后果。然而，总有一些病变得以逃脱变成永久性病变。
    突变积累的概念可能是一个重要的衰老机制，不过并不是最新提出的。许多研究已经证实了，最大的寿命与DNA的修复效率和突变频率相关。特别是人类拥有最好的修复系统，在哺乳动物中拥有最长的寿命。随着年龄增加，突变的频率也会增加。一个可能的原因是随着时间的推移，修复系统本身也会受到突变影响，因此损伤的正确修复率降低了。与此同时，当我们变老的时候，身体会产生更多的自由基，突变和DNA病变也变得更多。实际上，衰老的自由基理论和DNA损伤理论密切相关，因为DNA是自由基的主要受害者之一。
    那有没有办法可以减少DNA损伤、提高DNA修复？第一步是尽量避免环境伤害，例如香烟的烟雾和过度晒太阳。有戒烟困扰的人至少要换成低焦油的品牌，因为焦油是烟草中突变的主要来源。一定要遵循最基本的防晒原则（请阅读文章《防晒基本原则》）。减少DNA损伤的另外一个步骤是使你的抗氧化防御系统保持良好。（请阅读文章《衰老的机制：自由基》）
    目前并没有切实可行的方法提高细胞DNA修复效率。修复系统相当复杂，涉及到许多不同的酶。在每一个物种中，DNA修复系统都有特定的质量标准，例如允许它有一定的误差。错误或者不完整的修复会导致突变，而突变又是遗传变化、甚至进化的驱动力。突变率的增加会使物种进化得更快，但是也会缩短某个生物个体的寿命。反过来也是一样。这就是具有完美修复系统的生物（如果有的话）几乎不太可能出现在自然的进化过程中的原因。
   人类的DNA修复系统比绝大多数的物种更有效。由于经历的突变相对而言较少，因此人类老化得要慢一些。奇怪的是，假如人类想通过自然的方式进化为更长寿物种，那人类相对完美的修复系统却变成了进化过程中的障碍。人类更可能通过科学手段找到提高DNA修复的方法而不是自然进化。实际上，有些研究方向充满了诱人的前景。所有关键的DNA修复酶都需要使用特殊的DNA前体，即脱氧核糖核苷酸（deoxyribonucleotides）作为构建材料。脱氧核糖核苷酸可以由另外一种前体核糖核苷酸通过核糖核苷酸还原酶（RR，ribonucleotide reductase）合成。如果核糖核苷酸还原酶的活性增加，脱氧核糖核苷酸的水平也会上升，DNA修复系统开始加快工作。初步的研究表明，这种能够激活核糖核苷酸酸还原酶（RR）的物质可以在一定程度上保护动物免受高剂量辐射的伤害，据推测可能是因为提高了DNA的修复质量缘故。可以想象得到的是，类似的方法可能会对延缓衰老奏效。

链接和引用
1、防晒基本原则：http://www.smartskincare.com/skinprotection/uv-protection-basics.html
2、衰老的机制：自由基：http://www.bwl520.cn/article-1004-1.html

原文地址：http://www.smartskincare.com/aging/aging-mechanisms_dna-damage.html

【译者有话说】

近期将陆续翻译衰老的机制系列,可以通过微信的历史记录查看，或者到www.bwl520.cn网站查看：

已翻译：

● 衰老的机制：简介

● 衰老的机制：自由基

● 衰老的机制：DNA损伤和修复

待翻译，请关注：
    ● 细胞时钟（Cellular clock）
    ● 中央时钟（Central aging clock）
    ● 糖基化和交联（Glycation and cross-linking）
    ● 线粒体倦怠（Mitochondrial burnout）
    ● 炎症（Inflammation）
    ● 废物累积（Accumulation of wastes）
    ● 衰老细胞累积（Accumulation of senescent cells）
    ● 基因失调（Gene deregulation）

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