Вiopolymers and Cell, 2016, № 4http://dspace.nbuv.gov.ua:80/xmlui/handle/123456789/1512572024-03-27T04:57:41Z2024-03-27T04:57:41ZMechanisms of DNA repair in mitochondriaSingatulina, A.S.Pestryakov, P.E.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/xmlui/handle/123456789/1528592019-06-13T22:27:30Z2016-01-01T00:00:00ZMechanisms of DNA repair in mitochondria
Singatulina, A.S.; Pestryakov, P.E.
The role of mitochondria in cellular metabolism and functioning can hardly be overestimated. Mitochondria carry out many functions, and their main function is the production of ATP, the energetic “currency” of the cell. Mitochondria possess a small circular DNA, which codes for 13 proteins. Mitochondrial DNA, or mtDNA, as well as the nuclear one, is subjected to the influence of environmental and endogenous factors. This may lead to mtDNA damage. Here we review the data on mtDNA damage and repair mechanisms. The functioning of mitochondria directly depends on integrity of mtDNA, and therefore, on correct functioning of the mtDNA repair system. These systems differ from the repair systems of nuclear DNA and are in general understudied. The existence of excision nucleotides repair system correcting bulky lesions in mitochondria is still under question. Secific degradation of damaged mtDNA can probably serve as an alternative way to prevent the accumulation of bulky lesions. A search for new pathways of mtDNA repair is of considerable interest.; Роль мітохондрій у метаболізмі та функціонуванні клітини важко переоцінити. Мітохондрії виконують безліч функцій, голо-вною з яких є напрацювання АТР, енергетичної "валюти" клітини. Мітохондрії мають невелику кільцеву ДНК, що кодує 13 білків. Мітохондріальна ДНК, мтДНК, також як і ядерна, знаходиться під різноманітними діями з боку навколишнього середовища і ендогенних факторів. Раніше вважалося, що системи репарації ДНК в мітохондріях відсутні, пошкоджені молекули мтДНК деградують, а реплікація і транскрипція мтДНК відбуваються з непошкоджених молекул, чому сприяє многокопійность мтДНК. Першим механізмом репарації, виявленим в мітохондріях, є система ексцизійної репарації основ, BER. Пізніше було знайдено систему репарації помилково спарених основ, MMR. Є дані про наявність системи репарації однониткових розривів, SSBR, гомологичной і негомологичной рекомбінації дволанцюгових розривів, елімінації премутагенних дезоксинуклеотидов з пулу дезоксинуклеотидов, деградації пошкодженої мтДНК, але механізми роботи цих систем ще не відомі або мало вивчені. Функціонування мітохондрій безпосередньо залежить від цілісності мтДНК, а отже, від коректної роботи систем її репарації. Пошук нових учасників репарації мтДНК становить значний інтерес і є предметом активних досліджень. У цьому огляді представлені дані про пошкодження мтДНК і механізмах їхньої репарації.; Роль митохондрий в метаболизме и функционировании клетки трудно переоценить. Митохондрии выполняют множество функций, главной из которых является наработка АТР, энергетической “валюты” клетки. Митохондрии имеют небольшую кольцевую ДНК, кодирующую 13 белков. Митохондриальная ДНК, мтДНК, также как и ядерная, подвержена разнообразным воздействиям со стороны окружающей среды и эндогенных факторов. Ранее считалось, что системы репарации ДНК в митохондриях отсутствуют, поврежденные молекулы мтДНК деградируют, а репликация и транскрипция мтДНК происходят с неповрежденных молекул, чему способствует многокопийность мтДНК. Первым механизмом репарации, обнаруженным в митохондриях, является система эксцизионной репарации оснований, BER. Позднее была найдена система репарации ошибочно спаренных оснований, MMR. Есть данные о наличии системы репарации однонитевых разрывов, SSBR, гомологичной и негомологичной рекомбинации двунитевых разрывов, элиминации премутагенных дезоксинуклеотидов из пула дезоксинуклеотидов, деградации поврежденной мтДНК, но механизмы работы этих систем еще не известны или мало изучены. Функционирование митохондрий напрямую зависит от целостности мтДНК, а следовательно, от корректной работы систем ее репарации. Поиск новых участников репарации мтДНК представляет значительный интерес и является предметом активных исследований. В настоящем обзоре представлены данные о повреждениях мтДНК и механизмах их репарации.
2016-01-01T00:00:00ZMorphological characteristics of mesenchymal stem cells from Wharton jelly, cultivated under physiological oxygen tensions, in various gas mixturesShuvalova, N.S.Kordium, V.A.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/xmlui/handle/123456789/1528582019-06-13T22:27:27Z2016-01-01T00:00:00ZMorphological characteristics of mesenchymal stem cells from Wharton jelly, cultivated under physiological oxygen tensions, in various gas mixtures
Shuvalova, N.S.; Kordium, V.A.
Cultivation of mesenchymal stem cells (MSC) under physiological oxygen tensions has beneficial effect on their properties. Aim. To examine the effects of mild hypoxic conditions on the morphologic behavior of MSC from human Wharton jelly (WJ-MSC). Methods. WJ-MSC were obtained by an explant method and cultured in gas mixtures containing 3 % O2, 4 % CO2 and 93 % nitrogen or argon. At each passage the cultures were fixed and stained with hematoxylin and eosin. The morphometric analysis of microphotographs was performed, and the nuclear-cytoplasmic ratio (NCR) and the width/length ratio were calculated. Results. The difference in NCR and the width/length ratio was detected between WJ-MSC cultures at various passages and between the cultures at the same passage, maintained in different gas mixtures. The highest level of morphological homogeneity was observed at passage 2. At passage 3, the cells with senescent morphology can be observed. The degree of heterogeneity in populations cultured at 3 % O2 appeared to be lower than under standard conditions. WJ-MSC, cultured in the nitrogen-based gas mixture were the most homogeneous. Conclusions. The changes in WJ-MSC culture morphology were observed at early passages. The level of morphological heterogeneity varied with the cultivation time. The conditions of mild hypoxia had a positive impact on the cultured cells.; Культивування мезенхімальних ствобурових клітин (МСК) за знижених концентрацій кисню має сприятливий вплив на їх властивості. Мета. дослідити вплив умов помірної гіпоксії на особливості морфології культур МСК Вартонова студня (МСК-ВС) людини. Методи. МСК-ВС були отримані методом експлантів і культивовані в газових сумішах, що містили 3 % О2, 4 % СО2 і 93 % азоту або аргону. На кожному пасажі культури було фіксовано ш забарвлено гематоксиліном и еозином. За допомогою морфометрії визначали ядерно-цитоплазматичне співвідношення (ЯЦС) і коефіцієнт «ширина/довжина», який розраховували як відношення ширини клітини до її довжини. Результати. Різницю по ЯЦС і коефіцієнту «ширина/довжина» було виявлено як між культурами МСК на різних пасажах, так між культурами одного пасажу з різних газових сумішей. Найвищий рівень морфологічної гомогенності можна було спостерігати на другому пасажі. На третьому пасажі почали з’являтись клітини, що мали старіючий фенотип. Рівень морфологічної гетерогенності в популяціях, культивованих за 3 % О2, був нижчим, ніж в умовах СО2-інкубатора (атмосферна концентрація кисню ≈ 20 %, вуглекислий газ – 4 %). Найбільш гомогенними були МСК, культивовані в суміші на основі азоту. Висновки. У процесі культивування МСК-ВС на ранніх пасажах спостерігаються зміни морфології по ЯЦС и формі клітин. У процесі культивування рівень морфологічної гетерогенності в культурах змінювався. Умови фізіологічних концентрацій кисню мали позитивний вплив на культивовані клітини.; Культивирование мезенхимальных стволовых клеток (МСК) при пониженных концентрациях кислорода благоприятно влияет на многие их свойства. Цель. Исследовать влияние условий умеренной гипоксии на особенности морфологии культур МСК Вартонова студня (МСК-ВС) человека. Методы. МСК-ВС были получены методом эксплантов и культивированы в газовых смесях, содержащих 3 % О2, 4 % СО2 и 93 % азота либо аргона. На каждом пассаже культуры фиксировали и окрашивали гематоксилином и эозином. С помощью морфометрии определяли ядерно-цитоплазматическое соотношение (ЯЦС) и коэффициент «ширина/длинна», который рассчитывали как отношение ширины клетки к её длине. Результаты. Различия по ЯЦС и коэффициенту «ширина/длинна» были обнаружены как между культурами МСК на разных пассажах, так и между культурами одного пассажа из разных газовых смесей. Самый высокий уровень морфологической гомогенности можно было наблюдать на втором пассаже. На третьем пассаже стали появляться клетки со стареющим фенотипом. Уровень морфологической гетерогенности в популяциях, культивированных при 3 % О2, был ниже, чем в условиях СО2-инкубатора (атмосферная концентрация кислорода, ≈ 20 %, углекислый газ – 4 %). Самыми гомогенными были МСК, культивированные в смеси на основе азота. Выводы. В процессе культивирования МСК-ВС на ранних пассажах наблюдается изменение морфологии по ЯЦС и форме клеток. В процессе культивирования уровень морфологической гетерогенности в культурах изменялся. Условия физиологических концентраций кислорода, позитивно влияли на культивированные клетки.
2016-01-01T00:00:00ZInhibition of immobilized acetylcholinesterase by aflatoxin B1 in a potentiometric biosensorStepurska, K.V.Korobko, M.I.Arkhypova, V.M.Soldatkin, O.O.Lagarde, F.Soldatkin, A.P.Dzyadevych, S.V.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/xmlui/handle/123456789/1528572019-06-13T22:26:56Z2016-01-01T00:00:00ZInhibition of immobilized acetylcholinesterase by aflatoxin B1 in a potentiometric biosensor
Stepurska, K.V.; Korobko, M.I.; Arkhypova, V.M.; Soldatkin, O.O.; Lagarde, F.; Soldatkin, A.P.; Dzyadevych, S.V.
Aim. To identify a type of inhibition of immobilized acetylcholinesterase by aflatoxin B1. Methods. A bioselective element of the potentiometric biosensor was created using acetylcholinesterase, which was covalently immobilized on the surface of the pH-FET sensor by glutaraldehyde crosslinking with bovine serum albumin. Results. Optimal conditions for the potentiometric biosensor operation such as pH-optimum of the enzyme action and its inhibition were defined. An apparent Michaelis constant, as well as a maximum initial reaction rate of immobilized acetylcholinesterase as a part of the biosensor were determined. The type of reversible inhibition of immobilized acetylcholinesterase by aflatoxin B1 in potentiometric biosensor was identified by using a new graphical “degree of inhibition” method and the obtained result was confirmed with one of the tradi-tional methods, such as the Lineweaver-Burk plot. Conclusions. This study helps to understand the mechanisms of enzyme inhibition in biosensors and brings the biosensor implementation closer.; Мета. Визначення типу інгібування іммобілізованої ацетилхолінестерази афлатоксином B1. Методи. Біоселективний елемент потенціометрического біосенсора був створений використовуючи поперечну зшивку ацетилхолінестерази з бичачим сироватковим альбуміном в мембрані за допомогою глутарового альдегіду. Результати. Визначено оптимальні умови роботи потенціометричного біосенсора, такі як рН-оптимум роботи ферменту та його інгібування. Були визначені уявна константа Міхаеліса, а також максимальна початкова швидкість ферментативної реакції іммобілізованої ацетилхолінестерази в складі біосенсора. Тип оборотного інгібування іммобілізованої ацетилхолінестерази афлатоксином В1 в складі потенціометричного біосенсора був ідентифікований з використанням нового графічного методу – методу «ступеня інгібування», отриманий результат був підтверджений за допомогою одного із традиційних методів –Лайнуівера-Берка. Висновки. Це дослідження допомагає зрозуміти механізми інгібування ферменту в складі біосенсора та наближує впровадження біосенсора у виробництво.; Цель. Определение типа ингибирования иммобилизованной ацетилхолинэстеразы афлатоксином B1. Методы. Биоселективный элемент потенциометрического биосенсора был создан, используя поперечную сшивку ацетилхолинэстеразы с бычьим сывороточным альбумином в мембране при помощи глутарового альдегида. Результаты. Определены оптимальные условия работы потенциометрического биосенсора, такие как рН-оптимум работы фермента и его ингибирования. Были определены кажущаяся константа Михаэлиса, а также максимальная начальная скорость ферментативной реакции иммобилизованной ацетилхолинэстеразы в составе биосенсора. Тип обратимого ингибирования иммобилизованной ацетилхолинестеразы афлатоксином В1 в составе потенциометрического биосенсора был установлен при помощи нового графического метода – метода «степени ингибирования», полученный результат был подтвержден с помощью одного из традиционных методов – Лайнуивера-Берка. Выводы. Это исследование помогает понять механизмы ингибирования фермента в составе биосенсора и приближает внедрение биосенсора в производство.
2016-01-01T00:00:00ZThe polymorphisms of genes involved in DNA methylation in patients with malignancies from West UkraineDmytruk, I.M.Makukh, H.V.Thyrkus, M.Y.Kitsera, N.I.http://dspace.nbuv.gov.ua:80/xmlui/handle/123456789/1528562019-06-13T22:27:09Z2016-01-01T00:00:00ZThe polymorphisms of genes involved in DNA methylation in patients with malignancies from West Ukraine
Dmytruk, I.M.; Makukh, H.V.; Thyrkus, M.Y.; Kitsera, N.I.
Aim. To determine a potential role of single-nucleotide polymorphisms in the genes involved in the DNA methylation process (MTHFR, MTR, TYMS) in the breast cancer risk and risk of leukemia in a case-control study from West Ukraine. Methods. Genotyping of MTHFR 677 C>T, MTR 2756 A>G and TS 3R2R, TS 3RG>C was performed in 60 patients with leukemia, 90 patients with breast cancer and in 100 persons from a control group. The molecular-genetic analysis was performed by Polymerase Chain Reaction and Restriction Fragment Length Polymorphism analysis. A statistical analysis was conducted by Chi-square tests and odds ratio (OR) calculation. Results. We did not observe any significant difference in genotype frequencies of the MTHFR and TYMS polymorphisms between the cases and controls. The MTR 2756AA genotype frequency was significantly higher in the patients with breast cancer vs control (0.67 vs 0.50, p = 0.02) and the difference between the patients with leukemia and the control group was not statistically significant. The increased risk of breast cancer development was associated with the MTR 2756AA genotype (OR = 2.00, CI – 95 %:1.11–3.60) and the MTR 2756A allele (OR = 1.75, CI–95 %:1.08–2.84). Conclusions. Our findings show that West Ukrainian inhabitants carrying at least one MTR 2756A allele have a significantly increased risk of breast cancer.; Мета. Визначити потенційну роль поліморфізму генів MTHFR, MTR та TYMS в розвитку раку молочної залози і лейкемії серед жителів Західної України. Методи. Проведено генотипування поліморфних локусів MTHFR 677C>T, MTR 2756A>G, TYMS 3R2R та TYMS 3RG>C у 60 пацієнтів з лейкемією, 90 пацієнтів з раком молочної залози та в 100 осіб контрольної групи. Молекулярно-генетичний аналіз проводили за допомогою полімеразної ланцюгової реакції та аналізу поліморфізму довжин рестрикційних фрагментів. Статистичний аналіз проведений шляхом розрахунку χ-квадрат та обчислення коефіцієнту відношення шансів (OR). Результати. Вірогідних відмінностей у розподілі генотипів та алелей щодо поліморфних локусів генів MTHFR та TYMS не встановлено. Встановлено вірогідно вищу частоту генотипу MTR 2756AA у групі осіб з раком молочної залози в порівнянні з контролем (0,67 та 0,50, р=0,02), у групі осіб з лейкемією показники не відрізнялися відносно контролю. Вищий ризик розвитку раку молочної залози асоційований з генотипом AA (OR=2,00, CI-95 %:1.11–3.60) та А алелю (OR = 1,75, CI-95 %:1,08–2,84) поліморфного локусу MTR 2756A>G. Висновки. Встановлено, що наявність однієї копії алеля MTR 2756A може підвищувати ризик виникнення раку молочної залози у жителів Західної України.; Цель. Определить потенциальную роль полиморфизма генов MTHFR, MTR и TYMS в развитии рака молочной железы и лейкемии среди жителей Западной Украины. Методы. Проведено генотипирование полиморфных локусов MTHFR 677 C>T, MTR 2756A>G, TYMS 3R2R и TYMS 3RG>C у 60 пациентов с лейкемией, 90 пациентов с раком молочной железы и у 100 человек контрольной группы. Молекулярно-генетический анализ проводили с помощью полимеразной цепной реакции и анализа полиморфизма длин рестрикционных фрагментов. Статистический анализ проведен путем расчета χ-квадрат и вычисления коэффициента отношения шансов (OR). Результаты. Достоверных различий в распределении генотипов и аллелей полиморфных локусов генов MTHFR и TYMS не установлено. Установлено достоверно высокую частоту генотипа MTR 2756AA в группе лиц с раком молочной железы по сравнению с контролем (0,67 и 0,50, р=0,02), в группе лиц с лейкемией показатели не отличалась относительно контроля. Риск развития рака молочной железы, ассоциированный с генотипом AA (OR = 2,00, CI – 95 %:1.11 – 3.60) и А аллея (OR = 1,75, CI-95 %:1,08–2,84) полиморфного локуса MTR 2756 A>G. Выводы. Установлено, что наличие одной копии аллеля MTR 2756 A может повышать риск возникновения рака молочной железы у жителей Западной Украины.
2016-01-01T00:00:00Z