生物学家对衰老突变理论的看法

你好

应读者的要求，我发现有能力撰写本文的续篇。 第一篇文章主要旨在证实自然死亡的存在和重要性，以及“错误累积”理论中某些规定的毫无根据。 也许我会以同样的方式继续本文，但这一次对寻找永生不老药的方法略有偏见-毕竟，他们都对此感兴趣。

可以说，在第一篇文章中，我们从生物组织的最高点研究了自然死亡现象。 从这一层面上，人们可以清楚地看到什么进化可以“赶上”并开始为一种或另一种建立生活水平。 从创造永生长生不老药的角度来看，这个水平对我们来说完全没有意义，因为我们希望将特定的个体带入永生，众所周知，具体的个体不会在生物学意义上进化。 我们对执行句子的机制以及如何打破这种机制感兴趣。 因此，在本文中，我们将从“较低”的角度考虑问题-个人和细胞分子（我将尽力使这一点变得清晰，而不会用愤怒的生化性辱骂语）。

大多数现代不朽商人试图证明，在生命的过程中，身体处于外部或内部环境中，这导致许多点（或位点）突变，由于某种原因，新陈代谢正在兜售。 造成“扩散”的每个原因都不尽相同，但总的来说，在大多数情况下，归结为随着时间的推移“有害物质”的积累，并且，根据撰写本文的日期，时尚和个人喜好，它可能是氧化剂，自由基，“变质”的蛋白质等等。

一切似乎都是合乎逻辑的，但这是一种由半知识组成的幻觉。 首先，让我们弄清楚什么是突变及其导致的原因。 经典的“学校”定义告诉我们，突变是随机改变DNA的过程。 实际上，对于这个定义的总体发展而言已经足够了，但是我们陷入了困境，我们不得不更深入地研究。 在我冗长的解释之前，让我写一个更正确但同样​​简短的定义：突变是“随机” DNA变化的过程。 好吧，现在我们将简短记录的括号中打开。

变异率

好吧，首先，我们注意到突变的频率不高，难以置信的低，并且针对不同物种的个体。 通常，在评估突变的速度时（我将只显示顺序的第一位数扔掉），它们表示在碱基上有10 ^{-6-10 -10个}突变，如此之大的扩散仅仅是由于物种特异性所致。 另一方面，DNA中的核苷酸本身大约在10 ⁴ （病毒）到10 ⁹ （弦）之间，我们还考虑了细胞数量-例如，一个人中大约有10 ^14个细胞，所以不要给每个人都带来突变的幻想，尽管它们并不是很多人都认为。

然后魔术开始了，著名动画片乌格威大师讲了这么喜欢谈论的熊猫：随机性不是偶然的。 为了节省空间和时间，让我们立即丢弃那些我们不感兴趣的突变部分-产生性突变（并不是它们在质量上有显着不同，但是在那里会发生其他魔术，这些突变仅影响后代），我们对体细胞突变感兴趣-会立即影响我们。

因此，DNA中有保守位点（有些生物学家还从这些位点中选择了超保守位点），也就是说，这些是DNA不会突变的部分，仅此而已。 不，纯粹从理论上讲，它们可以变异，某些遗传学家可以专门“破坏”它们，但这并不能否定这些基因在大型系统发生（进化）分支中几乎相同的事实。 您要问多少（？），足够大，我会回答。 例如，您的这些区域以及鸡，鱼，青蛙或海龟几乎都是相同的（甚至鸡皮on都知道它的凉爽和令人难以置信），也就是说，分支是chordate（脊椎动物），这就是我们过去所说的“动物”）。 肯定在昆虫甚至所有节肢动物中立即发现或将要发现相同的区域（通常已经很清楚地在哪里，什么以及如何寻找）-我只是不知道。 （我认为现在每个有逻辑并相信错误累积理论正确的人都应该问自己：“好吧，如果死亡是邪恶的，而进化能够保护DNA的一部分，那么是什么阻止了它保护所有DNA呢？”）

我分心了，回到了我们的变异。 DNA片段的保护是否比平时更多，反之亦然？ 当然有！


有些地区的DNA诱变增加。 它们有时被称为“热点/基因座”。 为了理解这些要点的重要性，我将告诉您所有突变中大约20-30％发生在这些区域中，而这些区域本身占据了整个DNA长度的10％（请注意！作弊数-阅读上面的破坏者！）。 而且有一个称为“高变”的过程，因此，在您的DNA的较小基因座上（我没有找到数字，但绝对小于1％），一周内发生的突变比前一生的整个身体要多。 启发？

我想告诉您这些“事故”的作用机理，但是，首先，这个主题非常广泛，不仅仅涉及一篇文章，其次，我本人也是在研究这个主题，我不想误导您，第三，我们来看一些东西。
为了更全面地理解，让我们看一下无错误和多错误DNA部分的功能。

让我们从保守的站点开始，即使对于生物学家来说，它也更容易理解。 注意到许多保守基因具有多功能性（我们认为这将是多效性），也就是说，它们的工作是在各种不同的条件下开始的，例如，当您长大，甚至是冷的时候以及当您脱发时（用“您”之后的任何单词代替， “何时”，“何时”）。

同样，大多数保守位点都编码各种调节蛋白，进而“编码”（开始表达）调节蛋白的一部分（并且可能会有很多重复，以至于生物学家不得不发明一个新词组-调节级联（实际上这些级联通常会导致多功能性）），而所有这些经济活动都始于早期的本体生成（从受精卵到类人动物的成熟过程）。 更准确地说，当您的球胚开始形成人体的基本解剖结构时。 还记得海克尔吗？ 好吧，他还为我们的生物学教科书提供了图纸，这些教科书上有一排排胚胎。 就是这个！


我希望从描述中可以明显看出，那些对人体至关重要的基因变得保守起来，它们的保护通常是合乎逻辑的，并且可以表明其自身。

让我们进入诱变程度高的DNA区域。 好吧，让我们继续前进，以所需的视角窥视表面。 我要说的第一件事是，显然，这些区域与信息环境几乎没有联系（例如，与保守位点相比），并且很大程度上由基因组的“地形”决定。 热点的重要部分是未编码的DNA，部分存在大量重复（基元），在链或基因末端附近的突变频率也更高（此外，在同一末端的5'或3'存在相同的区别），并且同样，从该区域位于染色体上的位置开始，点突变出现在已经发生的点突变旁边的频率更高。 现在让我们详细介绍一下（我们将返回到我们的突变），现在我们有一个非常有趣的部分-超突变！

高变异的过程是开放的，并以脊椎动物免疫系统的工作为例进行了最佳研究。 我不会偏离经典，并且会在同一示例中告诉您所有内容。 请记住，在第一部分中，我曾写道生物系统是为了自己的利益而使用混乱，而不是与混乱作斗争（或类似的事情），因此这是最引人注目的例子之一。

当您的免疫系统不熟悉（或遗忘）的抗原进入您的身体时，超突变就会开始。 例如，您的B淋巴细胞未知的流感病毒（翻译：对流感病毒株具有低亲和力的B淋巴细胞）。 从这一刻起，在您的淋巴结中，就在生殖中心（是的，您只有一个），我们启动了一个真正的进化实验室！ 通常，B淋巴细胞可以自行分裂，但在繁殖的中心，它们以工业规模生产（也可以自行生产，但速度很快）。 当接收到淋巴细胞无效的信号时，抗原样本将被递送至生殖中心（碰巧样本已包含在记忆细胞（T细胞）中）并“附着”于T细胞。 B淋巴细胞本身开始强烈突变，某些严格特异性的DNA片段负责抗体。 他们在特殊的诱变复合物-突变体的控制下进行此操作。 B淋巴细胞在表面和形式上均具有截然不同的抗体，因此它试图将其所有的抗体触角，触角，钩子等拾取到T细胞上的样品中。 捡起-做得好，这是一份对您具有高度亲和力的文凭，请到身体外部去感染病毒。 没有被拾起-傻瓜，你的死亡和遗忘。 下一个！

通常，抗原的进化选择需要5到10天（您有多少流感？）。 免疫应答中突变的频率为10 ^{-3-10 -4} （回到上面的数字，查看顺序的差异），但这是所有DNA的基数。 如果我们考虑一个特定的基因（或者更好的是一个特定的基因座），那么该突变的发生率是100％（好吧，让您确定不会欺骗您的是95％）。

类似的中间结果。

1. 显然，生物系统能够将自身的诱变控制到一个或另一个程度。
2. 在基因组中，突变不是均匀分布的。
3. 生物系统可以触发和控制进化过程。

第一段并不赞成错误累积理论，但并不禁止它。 第二个-给这个理论一个机会。 但是，为了决定是否实现这种机会，有必要了解突变如何“消灭”到表型中-也就是说，它们会影响我们。 这就是我们下一步要做的。

基因表达

问题在于大多数人认为蛋白质合成如下：n_Codon DNA> n_Codon RNA> n_氨基酸=蛋白质。 大概：



但这又是不完全的信息，这就是为什么似乎任何突变（替换密码子中的“字母”）都会导致蛋白质发生变化的原因。 但是实际上，一切都有些复杂。 让我们追踪一下我们的突变。 在这里，某些突变落在非编码位点上，有些发生了中性突变（例如，替换密码子中的最后一个碱基≈85％不会导致氨基酸置换），我们立即丢弃了这些突变。


但是在这里，我们在一个基因上甚至在一个准备表达的位点上都有一个突变（是的，是的，在永远不会出现基因表达的地方会发生突变）。 再次分叉。 （我想在这里详细描述基因的排列方式，以及在某种情况下突变会发生什么，但是，对于所有这些内含子，终止子和其他外显子来说，让我们动手吧）。 一个基因不仅是一个分解成三重态（密码子）的序列，编码一个氨基酸链，而且还位于直接位于“编码”附近且距离不超过100-200个碱基的各种调控区域，主要的调控区域是起始和终止（启动子和终止子） （不要与起始和终止密码子混淆）。 根据发生突变的位置，我们可以获得以下结果：

如果在启动前启动子（启动子）或调节子被破坏，则基因可能会失去活性，蛋白质将无法合成。

调节位点的这种突变（例如动机）是可能的，其中合成将加速或减慢。

但是我们的突变可能恰好发生在基因的编码部分。

现在是时候了解为什么上面的图片不好了，图片中有什么问题吗？ 主要是缺乏演员。 事实是，合成的每个阶段都由许多蛋白质和/或RNA-蛋白质复合物控制。 合成不是靠自己开始的，首先是某些蛋白质需要旋转染色质，而另一些蛋白质必须自己在双DNA上找到一个“着陆位点”（起始（转录的第一阶段）），这里的一切都不容易，例如，一个人可以首先着陆在DNA上一种蛋白质复合物，可增加DNA与下一个复合物的亲和力，这又是最终加入RNA聚合酶（另一种RNA蛋白复合物）所必需的，后者会触发信使RNA的转录。 我在互联网上找到此图：



因此，我们得到了mRNA（mRNA），是时候获得蛋白质了。 但这稍后-我们仍然没有收到mRNA，我们将再介绍几个字符。 转录后，我们得到了mRNA的前体，然后它应该成熟（在我受教育的那几年中，它被称为一个更时尚，更成熟的名称-RNA处理（或RNA的转录后修饰甚至更差）），其中包括：

• 封盖保护RNA免受不合理的降解，还提供运输（例如，通过细胞核膜），并参与以下三个词；
• 剪接（剔除多余的密码子）；
• 编辑，但该蛋白质可能并不完全对应于编码该蛋白质的DNA密码子（并不总是存在）；
• 甲基化（并不总是存在）。

为了不重复进行相同的解释，我只注意到成熟的每个阶段都是由其自身的蛋白质和/或RNA蛋白质复合物提供的。 为了详细描述RNA成熟，需要比我的两篇文章都大的体积。 但是我们必须为我们提供其他重要知识。 如果基因中发生了突变，这并不意味着蛋白质必定会发生变化（再次是）。 错误的前mRNA根本不会通过成熟而被破坏。 当然，这里最关键的时刻是剪接和编辑，在两种情况下，提供成熟的蛋白质复合物都是“检查员”，错误的核苷酸序列使它们无法发挥作用（当然，这种情况并不总是会发生）。 进行这项工作本身时，会纠正一些错误，从而使蛋白质表型恢复正常。

在此处需要适当注意的是，同一RNA的剪接过程可能导致不同的结果，也就是说，在DNA上，您具有一个序列，一次编码多个蛋白质。 剪接的另一个有趣特征是，成熟的RNA可以由不同的pre-RNA组成。 好吧，您了解我的意思吗？

但这还不是全部。 我们已经在观察蛋白质如何从沿着RNA爬行的核糖体中爬行出来。 同样，在合成过程中，蛋白质也位于蛋白质上并驱动蛋白质，而主要的RNA-蛋白质复合物就是我们的核糖体。 值得注意的是，在分子机制的这一部分，没有一种或两种方法可以使mRNA沉默并停止产生蛋白质。 有些方法是基于反馈的-产生这种类型的蛋白质越多，您生产的蛋白质就越少，直到完全停止（此外，有时此过程是由产生的蛋白质本身启动的，几乎没有中介）。

谢天谢地，我们已经获得了突变蛋白。 , . : ( ).

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结论

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但是，以我的辩护，我可以说我们涵盖了最广泛的主题之一，尽管很流畅，但是没有细节。 我希望这很有趣。