Περιεχόμενο
Όλα τα κύτταρα έχουν προγραμματισμένη διάρκεια ζωής με την οποία συντίθενται, πολλαπλασιάζονται και τελικά υφίστανται απόπτωση (κυτταρικός θάνατος) όταν δεν είναι πλέον λειτουργικά.Συχνά βοηθά να σκεφτούμε την κυτταρική αντιγραφή ως ένα παλιομοδίτικο φωτοτυπικό μηχάνημα: όσο περισσότερο αντιγράφεται ένα κελί, τόσο πιο θολή και λανθασμένη ευθυγράμμιση της εικόνας. Με την πάροδο του χρόνου, το γενετικό υλικό του κυττάρου (DNA) αρχίζει να σπάει και το ίδιο το κύτταρο γίνεται ένα ανοιχτό αντίγραφο του πρωτοτύπου. Όταν συμβεί αυτό, ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος επιτρέπει σε ένα νέο κελί να αναλάβει και να διατηρήσει τα συστήματα σε λειτουργία.
Ο αριθμός των φορών που μπορεί να διαιρέσει ένα κελί οριοθετείται από ένα φαινόμενο γνωστό ως όριο Hayflick. Αυτό περιγράφει τη δράση με την οποία η διαδικασία διαίρεσης (γνωστή ως μίτωση) υποβαθμίζει σταδιακά το γενετικό υλικό, συγκεκριμένα το τμήμα του DNA που ονομάζεται τελομερές.
Το όριο Hayflick υπαγορεύει ότι το μέσο κύτταρο θα διαιρείται μεταξύ 50 έως 70 φορές πριν από την απόπτωση.
Κατανόηση των τελομερών
Τα χρωμοσώματα είναι δομές τύπου νήματος που βρίσκονται μέσα στον πυρήνα ενός κυττάρου. Κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από πρωτεΐνη και ένα μόριο DNA.
Σε κάθε άκρο ενός χρωμοσώματος υπάρχει μια τελομερή την οποία οι άνθρωποι συχνά συγκρίνουν με τις πλαστικές άκρες στα άκρα ενός κορδονιού. Τα τελομερή είναι σημαντικά διότι εμποδίζουν τη διάλυση των χρωμοσωμάτων, την προσκόλληση μεταξύ τους ή τη σύντηξη σε έναν δακτύλιο.
Κάθε φορά που διαιρείται ένα κύτταρο, το δίκλωνο DNA διαχωρίζεται προκειμένου να αντιγραφούν οι γενετικές πληροφορίες. Όταν συμβεί αυτό, η κωδικοποίηση DNA αντιγράφεται αλλά όχι η τελομερή. Όταν το αντίγραφο είναι πλήρες και αρχίσει η μίτωση, το μέρος όπου το κελί αποσπάται είναι στο τελομερές.
Ως εκ τούτου, με κάθε γενιά κυττάρων, το τελομερές γίνεται συντομότερο και μικρότερο έως ότου δεν μπορεί πλέον να διατηρήσει την ακεραιότητα του χρωμοσώματος. Τότε συμβαίνει η απόπτωση.
Η σχέση του Telomeres με τη γήρανση και τον καρκίνο
Οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν το μήκος μιας τελομερούς για να καθορίσουν την ηλικία ενός κυττάρου και πόσες περισσότερες αναπαραγωγές έχει απομείνει. Καθώς η κυτταρική διαίρεση επιβραδύνεται, υφίσταται προοδευτική επιδείνωση γνωστή ως γήρανση, την οποία συνήθως αποκαλούμε γήρανση. Η κυτταρική γήρανση εξηγεί γιατί τα όργανα και οι ιστοί μας αρχίζουν να αλλάζουν καθώς μεγαλώνουμε. Στο τέλος, όλα τα κύτταρα μας είναι "θνητά" και υπόκεινται σε γήρανση.
Όλα, δηλαδή, ένα. Τα καρκινικά κύτταρα είναι ένας τύπος κυττάρου που μπορεί πραγματικά να θεωρηθεί «αθάνατος». Σε αντίθεση με τα φυσιολογικά κύτταρα, τα καρκινικά κύτταρα δεν υφίστανται προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο αλλά μπορούν να συνεχίσουν να πολλαπλασιάζονται χωρίς τέλος.
Αυτό, από μόνο του, διαταράσσει την ισορροπία της κυτταρικής αντιγραφής στο σώμα. Εάν ένας τύπος κυττάρου επιτρέπεται να αναπαράγεται ανεξέλεγκτος, μπορεί να αντικαταστήσει όλους τους άλλους και να υπονομεύσει τις βασικές βιολογικές λειτουργίες. Αυτό συμβαίνει με τον καρκίνο και γιατί αυτά τα "αθάνατα" κύτταρα μπορούν να προκαλέσουν ασθένεια και θάνατο.
Πιστεύεται ότι ο καρκίνος συμβαίνει επειδή μια γενετική μετάλλαξη μπορεί να προκαλέσει την παραγωγή ενός ενζύμου, γνωστό ως τελομεράση, το οποίο εμποδίζει τη μείωση των τελομερών.
Ενώ κάθε κύτταρο στο σώμα έχει τη γενετική κωδικοποίηση για την παραγωγή τελομεράσης, μόνο ορισμένα κύτταρα το χρειάζονται πραγματικά. Τα σπερματοζωάρια, για παράδειγμα, πρέπει να απενεργοποιήσουν τη συντόμευση τελομερών για να δημιουργήσουν περισσότερα από 50 αντίγραφα. Διαφορετικά, η εγκυμοσύνη δεν θα μπορούσε ποτέ να συμβεί.
Εάν ένα γενετικό ατύχημα ενεργοποιεί κατά λάθος την παραγωγή τελομεράσης, μπορεί να προκαλέσει πολλαπλασιασμό των μη φυσιολογικών κυττάρων και σχηματισμό όγκων. Πιστεύεται ότι καθώς τα ποσοστά προσδόκιμου ζωής συνεχίζουν να αυξάνονται, οι πιθανότητες να συμβεί αυτό όχι μόνο θα γίνουν μεγαλύτερες, αλλά τελικά θα γίνουν αναπόφευκτες.