Biologia Molecular

El envejecimiento es un proceso biológico que se caracteriza por la pérdida gradual de la función fisiológica y el aumento de la susceptibilidad a la enfermedad de un individuo. Durante el proceso de envejecimiento, una amplia diversidad de alteraciones en el ADN de las mitocondrias y mitocondrial (ADNmt) se ha observado en tejidos somáticos de humanos y animales. Esto se asocia con ladisminución de la función respiratoria mitocondrial; exceso de producción de las especies reactivas de oxígeno (ROS); incremento en el daño oxidativo al ADNmt, lípidos y proteínas en las mitocondrias; acumulación de mutaciones puntuales y deleciones a gran escala de ADNmt, y alterado expresión de genes implicados en el metabolismo intermediario. Se ha demostrado que el ROS puede causar daño oxidativo y lasmutaciones de ADNmt y alteraciones de la expresión de varios grupos de genes en los tejidos de envejecimiento y las células senescentes. Se encontró que los niveles intracelulares de peróxido de hidrógeno (H2O2) y el daño oxidativo al ADN en las células de los tejidos y de los fibroblastos de piel de donantes de edad fueron superiores a las de los donantes jóvenes. En H2O2 inducidos porfibroblastos de piel senescentes, se observó un aumento en la expresión de la proteína y los niveles de actividad de la superóxido dismutasa de manganeso-dependiente y una disminución concomitante en la actividad de la citocromo c oxidasa y la tasa de consumo de oxígeno. Además, los niveles de expresión de ARNm y proteína de la piruvato deshidrogenasa (PDH) se redujo, pero los de PDH quinasa y lactatodeshidrogenasa se incrementaron en los fibroblastos de la piel senescentes. Los cambios en la expresión de estas enzimas sugieren un cambio metabólico de la respiración mitocondrial a la glicolisis como fuente principal de ATP en las células humanas de envejecimiento. Por otra parte, estudios recientes sobre ratones mutantes mitocondriales, que llevan una subunidad de corrección de pruebas deficiente dela ADN polimerasa gamma, reveló que las mutaciones de ADNmt acumulado en los tejidos somáticos en los ratones que muestran características prominentes del envejecimiento. Tomados en conjunto, sugieren que la disminución de la función respiratoria y aumento de la producción de ROS en la acumulación de las mitocondrias, de mutación del ADN mitocondrial y el daño oxidativo, y la expresión alteradade unos pocos grupos de genes que culminó en el cambio metabólico de la respiración mitocondrial a la glucólisis para grave del suministro de ATP fue clave en la cotización en el proceso de envejecimiento en el ser humano y los animales.
Mitochondrial respiration and oxidative phosphorylation are gradually uncoupled, and the activities of the respiratory enzymes are concomitantly decreased invarious human tissues upon aging. An immediate consequence of such gradual impairment of the respiratory function is the increase in the production of the reactive oxygen species (ROS) and free radicals in the mitochondria through the increased electron leak of the electron transport chain. Moreover, the intracellular levels of antioxidants and free radical scavenging enzymes are gradually altered.These two compounding factors lead to an age-dependent increase in the fraction of the ROS and free radical that may escape the defense mechanism and cause oxidative damage to various biomolecules in tissue cells. A growing body of evidence has established that the levels of ROS and oxidative damage to lipids, proteins, and nucleic acids are significantly increased with age in animal and humantissues. The mitochondrial DNA (mtDNA), although not protected by histones or DNA-binding proteins, is susceptible to oxidative damage by the ever-increasing levels of ROS and free radicals in the mitochondrial matrix. In the past few years, oxidative modification (formation of 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine) and large-scale deletion and point mutation of mtDNA have been found to increase exponentially...