Close
29 марта 2024, Пятница
Информационно-познавательный портал. 16+

Ученые выяснили, почему астронавты подвержены быстрому старению

07.12.2021 Разместил: Редакция ESOREITER / Источник: NKJ.RU 1952

В условиях микрогравитации уровень копировальных ошибок в ДНК заметно повышается.

Ученые выяснили, почему астронавты подвержены быстрому старениюФото из открытых источников

Мутации в ДНК появляются по разным причинам. Например, из-за высокоэнергетического излучения, повреждающего генетические буквы — азотистые основания, которые входят в состав ДНК и которые образуют генетический код. Космические лучи легко повреждают ДНК, а защититься от них полностью не так уж просто: если говорить, например, о Международной космической станции (МКС), то несмотря на всю защиту, уровень радиации на ней примерно в сто раз выше, чем на Земле.

Но космическое излучение не единственное, что может вызвать мутации в условиях космоса. Как известно, даже без всяких мутагенных факторов в ДНК при каждом копировании появляются ошибки — просто потому, что копирующие ферменты (ДНК-полимеразы) работают не со стопроцентной точностью. То есть при делении у дочерних клеток в ДНК появятся какие-то небольшие отличия от материнской клетки.

Оказывается, на точность копирующих ферментов влияет сила тяжести — по крайней мере, на бактериальную ДНК-полимеразу она точно влияет. Сотрудники Университета Торонто и Университета Куинс в Кингстоне поставили эксперимент в реактивном самолёте Dassault Falcon 20, который летел по параболе: набрав восьмикилометровую высоту, он начинал свободное падение, снижаясь на 3,3 км за 20 секунд. Те, кто находился на борту, чувствовали невесомость, или, говоря более корректно, оказывались в условиях микрогравитации. У экспериментаторов был с собой особый аппарат, в котором в полуавтоматическом режиме можно было провести копирование (репликацию) фрагмента ДНК длиной в 1000 нуклеотидов.

ДНК удваивала ДНК-полимераза из кишечной палочки, и, как говорится в статье в Frontiers in Cell and Developmental Biology, в условиях микрогравитации она делала заметно больше ошибок, чем в нормальных условиях. Процент мутаций, когда копирующий фермент ставит в ДНК не ту генетическую букву, возрастал на 10–140%. Также ДНК-полимераза порой вообще забывала вставить букву в синтезирующуюся цепь ДНК, а порой, наоборот, вставляла одну, две или три лишние буквы. Правда, у ДНК-полимераз есть функция проверки собственных ошибок, и самое большое число мутаций возникало тогда, когда эту функцию у подопытной полимеразы отключали.

Жизнь эволюционировала под постоянным действием земной силы тяжести, что, очевидно, сказалось на всех уровнях организации живых организмов, вплоть до молекул. Однако как именно ДНК-копировальные машины чувствуют гравитацию, пока непонятно, и также непонятно, насколько это опасно для космонавтов — всё-таки наши клетки и молекулярные процессы устроены во многом иначе, чем у бактерий. В то же время, всё может быть не так и страшно: в клетках есть специальные ремонтные службы, которые исправляют мутации, причём делают они это настолько хорошо, что побывавшие на орбите сперматозоиды остаются способны к оплодотворению и дают начало вполне здоровым эмбрионам.

Метки:
ДНК
Космос
Почему астронавты не смогут высадиться на Сатурн
12.03.2024 1860

Сатурн, одна из самых таинственных планет Солнечной системы, остается недоступной для высадки на него человека. Несмотря на то, что идут разработки космических миссий на другие планеты, многих волнует вопрос, почему астронавтов никогда не отправят на Сатурн.

В небе появится новая звезда, которую будет видно всего несколько дней
16.03.2024 1821
Гигантский вулкан обнаружили на Марсе
15.03.2024 1553
Астронавты могут испытывать головные боли при длительных космических полетах
18.03.2024 1093
Шакти и Шива: Астрономы обнаружили древние «строительные блоки» Млечного Пути
25.03.2024 768