2 / 2015 / vol. 4
Kosmetologia Estetyczna
146
artykuł naukowy
Kosmetologia Estetyczna
N
komórki, wydłużając jej przeżycie.
Czynniki transkrypcyjne z rodzi-
ny FOXOs uczestniczą w regulacji
procesów komórkowych, jak różni-
cowanie, metabolizm, proliferacja,
promowanie ich przeżycia, nasila-
nie procesów naprawczych DNA
i obrony antyoksydacyjnej.
SIRT6 bierze udział w procesie
naprawy uszkodzonych nici DNA
poprzez m.in. aktywację BER (
base excision repair
), czy-
li wycinanie wadliwych zasad tworzących nić DNA,
modyfikacje chromatyny prowadzące do łatwiejszego
wiązania się z czynnikami transkrypcyjnymi oraz po-
przez regulowanie procesów zmniejszających ilość wy-
twarzania reaktywnych form tlenu ROS (
reactive oxy-
gen species
). Wpływ na regulację odpowiedzi komórek
na stres oksydacyjny ma również cytoplazmatyczna
SIRT2, ponieważ deacetylując czynnik FOXO3, wpły-
wa na ekspresję docelowych genów kodujących takie
białka, jak: p27, MnSOD, Bim. Białko p27 bierze udział
w kontrolowaniu prawidłowej proliferacji komórki
i w apoptozie. MnSOD jest zaangażowany w walkę
z wolnymi rodnikami i reaktywnymi formami tlenu
w trakcie procesów patologicznych, a Bim to białko
proapoptotyczne, biorące udział w indukcji tego proce-
su szczególnie w przypadku w odpowiedzi na stres ko-
mórkowy (np. hipoksja, infekcje, wzrost stężenia białek
onkogennych, niewystarczający poziom cytokin).
SIRT3 odpowiada za deacetylację histonów, białek
strukturalnych, jak: tubulina czy białek z rodziny
FOXOs. Reguluje też aktywność innego enzymu – syn-
tetazy acetyloCoA, uczestniczącego w syntezie acetylo-
CoA. Związek ten jest wykorzystywany w wielu szla-
kachmetabolicznych, np.: wytwarzania energii wcyklu
kwasów trikarboksylowych, syntezie cholesterolu czy
biosyntezie kwasów tłuszczowych, z których zbudo-
wane są między innymi błony komórkowe. Głównym
substratem dla SIRT4 jest dehydrogenaza glutaminia-
nowa, biorąca udział w utrzymaniu homeostazy gluko-
zy, między innymi poprzez stymulację sekrecji insuliny.
SIRT5 jest jeszcze stosunkowo słabo poznana i wydaje
się, że bierze udział w procesie oddychania komórko-
wego i tzw. wewnętrznym szlaku apoptozy.
Zasadniczo wykazano, że sirtuiny mają swój udział
w: regulacji transkrypcji, naprawy DNA, utrzymywania
stabilności chromosomów, modyfikacji potranslacyjnej
białek, mechanizmów kompensacyjnych uruchamia-
nych w odpowiedzi na niekorzystne warunki, apopto-
zy, karcenogenezy, regulacji procesów metabolicznych,
wyciszania genów czy opóźniania starzenia komórek,
wydłużania cyklu replikacyjnego (życia komórek i or-
ganizmów) i wielu innych. Mają one znaczenie m.in. dla
specjalizacji związanych z pielęgnacją czy leczeniem,
m.in. skóry, ponieważ białka te stanowią klucz do wielu
szlaków komórkowych związanych z chorobami skóry.
Sirtuiny odgrywają rolę w starzeniu skóry, zapaleniu
skóry, łuszczycy i innych chorobach skóry z hiperpro-
liferacją, chorobach autoimmunologicznych, takich jak
toczeń rumieniowaty układowy SLE (
systemic lupus
erythematosus
), infekcjach grzybiczych skóry, dzie-
dzicznych chorobach dermatologicznych czy raku skó-
ry. Poznanie ich mechanizmu działania, wywieranych
wpływów i oddziaływań z różnego typu modulatorami
– aktywatorami i inhibitorami, nieustanne poszerzanie
wiedzy na ten temat, niesie ogromne nadzieje na lecze-
nie wielu schorzeń (nie tylko skórnych), poprawy jako-
ści życia w parze z dobrym wyglądem i kondycją.
|
|
MODYFIKACJE EPIGENETYCZNE
Epigenetyka oznacza dziedziczne zmiany w organizacji
chromatyny i ekspresji genów, które nie są zakodowane
w sekwencji genów. Wszystkie komórki organizmu mają
ten sam zestaw informacji genetycznej w postaci DNA.
Jednak ekpresjonowane (aktywne) geny w każdej z nich
w danym momencie mogą być różne, w zależności od za-
potrzebowania, tkanki. Jest to możliwe m.in. dzięki mody-
fikacjom epigenetycznym, takim jak metylacja i acetylacja.
Zmianywekspresji genówsąwywoływane przez szeroko
rozumiane sygnały z otoczenia, w tym przez bioaktywne
składniki diety czy aplikowane na skórę produkty.
O stopniu aktywności transkrypcyjnej genu decy-
duje poziom metylacji DNA oraz modyfikacje białek
histonowych wchodzących w skład chromatyny. Me-
tylacji podlega około 75% reszt cytozyny występującej
w dinukleotydowych sekwencjach CpG. Tkankowo
specyficzna metylacja następuje już podczas embrioge-
nezy na etapie blastocysty, dlatego w tym okresie dieta
matki bogata w kwas foliowy jako źródło donoru gru-
py metylowej i warunki środowiskowe mają znaczny
wpływ na profil metylacji DNA u dziecka. Zaburzenia
tego procesu mogą prowadzić do utrwalenia nieprawi-
dłowego profilumetylacji DNA. Nieprawidłowości takie
polegają na hipermetylacji lub hipometylacji sekwencji
CpG. Hipermetylacja prowadzi do represji transkrypcji,
natomiast hipometylacja wywołuje aktywację trans-
krypcji tych genów, które powinny pozostać wyciszone.
Profil metylacji DNA zmienia się pod wpływem diety,
polimorfizmów pojedynczego nukleotydu w określo-
nych genach oraz ekspozycji na czynniki środowisko-
we. Niedobory np.: kwasu foliowego, metioniny lub
selenu mogą powodować hipometylację DNA, co z ko-
lei może prowadzić do niewłaściwej ekspresji genów
oraz niestabilności genetycznej. Nieprawidłowy profil
modyfikacji DNA oraz histonów może być przyczyną
wielu chorób, począwszy od chorób nowotworowych,
Fot. 1
Crystallographic struc-
ture of yeast sir2 (rainbow
colored cartoon,
N-terminus = blue,C-ter-
minus = red) complexed
with ADP (space-filling model,
carbon = white, oxygen = red,
nitrogen = blue, phosphorus
= orange)
and ahistone H4 peptide (ma-
genta) containing an acylated
lysine residue (displayed as
spheres).
Źródło:
org/wiki/Sirtuin
