Теломеры: что это такое, характеристики и как они связаны с возрастом



Время идет для всех, и это неоспоримая реальность. Представить жизнь без смерти невозможно, так как все органическое вещество деградирует, теряет форму и трансформируется. Не вдаваясь в подробности, наиболее подходящим определением, которое приходит нам на ум для определения жизни с биологической точки зрения, является следующее: промежуточное состояние между рождением и смертью.

Время течет неотъемлемым образом, но, не для всех оно одинаково. Хронологический (хронометрический) возраст указывает на движение стрелок часов, но эта физическая величина не имеет ничего общего с тем, что происходит внутри наших тел. Фазы биологического процесса не имеют того же качества или природы, что и фазы физического процесса, поскольку они просто последовательны.

При физиологическом изучении живых существ фазы процесса определяются динамикой «внутреннего процесса», а не наложением какого-либо физического элемента, такого как часы. Таким образом, у 40-летнего алкоголика может быть печень 80-летнего. Да, время идет, но биологический возраст может отличаться от того, что указывает календарь.

Многие параметры, которые изменяют биологический возраст живых тканей, полностью связаны с образом жизни человека, но есть и другие сложные и увлекательные концепции, которые частично объясняют, почему процесс клеточного старения уникален и взаимозаменяем. 

Как устроены хромосомы?

В каждой клетке человека присутствует ДНК, заключенная в ядро. Посредством ряда процессов, которые нас здесь не касаются, информация от ДНК транспортируется от ядра к рибосомам цитоплазмы клетки, чтобы они могли синтезировать белки. Синтез белка — это основа метаболизма живых существ, поэтому можно сказать, что ДНК содержит всю информацию, необходимую для того, чтобы жизнь была такой.

У человека ДНК конденсируется в хроматин, образуя хромосомы. Каждая клетка в нашем теле (в целом) имеет 23 пары хромосом (всего 46), из которых 23 происходят от женской гаметы (n) и 23 от мужской (n), которые при соединении вместе образуют зиготу (2н). Части хромосомы следующие:

  1. Пленка и матрица: каждая хромосома ограничена мембраной, которая включает студенистое вещество.
  2. Хромонемы: нитевидная структура, которая составляет каждую из сестринских хроматид (каждая половина хромосомы представляет собой хроматиду в форме буквы «X»).
  3. Хромомеры: последовательность гранул, которые сопровождают кромонему по ее длине.
  4. Центромера: место, где встречаются две сестринские хроматиды. 
  5. Теломеры: терминальные части хромосомы, ее «кончики».

Что такое теломеры?

Теломера определяет себя почти сама по себе: это кончик хромосомы. Теломеры — это очень повторяющиеся некодирующие области ДНК (они не содержат информации, необходимой для синтеза белка), функция которых заключается в обеспечении стабильности хромосом в эукариотических клетках на протяжении всей их жизни. 

Во время дупликации ДНК теломеры не реплицируются полностью

Соматические клетки делятся путем митоза, и, чтобы это было возможно, ДНК исходной клетки должна быть продублирована, что даст начало линии потомков. С каждым процессом репликации и благодаря определенным характеристикам ферментов, которые делают это возможным, теломеры становятся короче.

Длина теломер у человека уменьшается со скоростью 24,8-27,7 пар оснований в год. Со временем и при делении клетки теломеры хромосом дочерних клеток становятся настолько короткими, что клетка больше не может делиться, и, следовательно, со смертью последних клеточных образований происходит гибель ткани. 

По этой причине теломеры считаются отличным маркером биологического возраста. Укорочение теломер является частью нормального процесса старения, но определенные агенты, связанные с определенным образом жизни, могут способствовать повреждению хромосомной ДНК и, следовательно, более быстрому укорочению теломер.

Важность теломеразы

Мы объяснили механизм старения, но все становится еще интереснее, если мы знаем, что, как бы невероятно это ни казалось, само тело имеет решение проблемы бессмертия на теоретическом уровне, по крайней мере, на первых этапах жизни.

Теломераза — это фермент, отвечающий за поддержание длины теломер путем добавления повторяющихся генетических последовательностей. У этого биологического процесса есть «хитрость»: активность присутствует в клетках зародышевой линии и некоторых гематопоэтических клетках, но зрелые соматические клетки подавляют их функциональность после рождения. Таким образом, сам организм кодирует свою запрограммированную деградацию.

Теломеры и рак

Текущие исследования показывают, что люди могут обратить вспять процесс клеточного старения, если мы искусственно увеличим активность теломеразы в соматических клетках, составляющих ткани нашего тела. К сожалению, это может иметь двоякий эффект: в экспериментальных условиях, если активность теломеразы стимулируется и определенные гены подавления опухоли инактивируются, происходит иммортализация клеток, что значительно способствует росту опухоли.

75–80% раковых заболеваний, возникающих из соматических клеток, обладают теломеразной активностью. Это не обязательно означает, что теломераза вызывает рак, но все указывает на то, что высокий уровень этого фермента является четким признаком возможной злокачественности опухоли. Если клетка бессмертна, она может воспроизводиться бесконечно.

Основываясь на этой предпосылке, в экспериментальной области разрабатываются различные методы лечения теломеразой. В клеточных культурах результаты, мягко говоря, многообещающие: в некоторых линиях раковых клеток из-за ингибирования активности теломеразы спонтанная гибель линии происходит примерно после 25 делений, поскольку теломеры укорачиваются и не могут быть заменены вообще.

Рак — одна из самых серьезных и трагических проблем для здоровья сегодня, потому что после каждой смерти и каждой фигуры есть история борьбы, печали и надежды. Неопластическая опухоль — это не просто скопление клеток, выходящих из-под контроля: это страх, борьба науки с физиологией, принятие или отрицание и, в худшем случае, ранняя потеря жизни.

Механизмы клеточного старения помогают нам понять старение тканей и процесс, который приводит к смерти, но конечная цель не в том, чтобы обрести бессмертие. Настоящая задача сегодня — спасти всех тех, кто висит на волоске.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.


Ответить

Почта не будет опубликована.