Jeśli zastanawiasz się, w jaki sposób twoje komórki się starzeją, nie szukaj dalej niż końce chromosomów. Specjalne struktury zwane telomerami bacznie obserwują uszkodzenia, które gromadzą się w naszych komórkach i sygnalizują, kiedy nadejdzie czas, aby przejść na emeryturę.
Komórki w naszych ciałach przez całe nasze życie biją całkiem nieźle. Czynniki środowiskowe, takie jak promieniowanie ultrafioletowe, niewłaściwa dieta i alkohol, a także czynniki psychologiczne, w tym stres, narażają nasze komórki na poważne uszkodzenia.
Czynniki te powodują uszkodzenie DNA w naszych komórkach, predysponując nas do raka i innych chorób.
Na szczęście jednak dysponujemy wyrafinowanymi systemami biologicznymi, aby przeciwdziałać tym szkodom. Jeden z tych mechanizmów bierze udział w starzeniu się komórek, zapewniając, że poszczególne komórki żyją przez pewien czas przed śmiercią.
Telomery są fragmentami DNA i białek na końcach naszych chromosomów. Za każdym razem, gdy komórka się rozdziela, rozciągają się one naturalnie krócej. Po osiągnięciu przez telomery określonego punktu odcięcia, komórka staje się starzejąca się, co oznacza, że nie może już dzielić, a następnie umiera.
Jak działają telomery? I dlaczego niektórzy ludzie starzeją się szybciej niż inni?
Czapki ochronne
Jak już wspomniano, telomery są strukturami na końcach chromosomów, które składają się z odcinków DNA i białek. Kiedy komórka się dzieli, chromosomy są replikowane, a każda komórka potomna dziedziczy identyczną parę.
Ale nasze komórki mają poważny problem z replikacją DNA. Enzymy odpowiedzialne za ten proces, zwane polimerazy DNA, mogą z łatwością replikować jedną nić DNA w chromosomie, ale replikacja drugiej nici jest znacznie bardziej złożona.
Powodem tego zjawiska jest to, że cząsteczka DNA jest kierunkowa, co oznacza, że dwie nici podwójnej helisy biegną w przeciwnych kierunkach.
Polimeraza DNA może wytworzyć ciągłe pasmo DNA biegnące w kierunku do przodu, ale kiedy ta maszyna musi działać wstecz, staje się plątaniną. Zamiast tego, krótkie fragmenty są wytwarzane w kierunku do przodu, które są następnie połączone ze sobą przez inne enzymy.
Jeśli chodzi o odległe krańce naszych chromosomów, nie można powtórzyć ostatniego odcinka odwrotnego lub opóźnionego. Naukowcy nazywają to „problemem replikacji końcowej”. Wynikiem tego jest stopniowe skracanie odcinka DNA telomerów przy każdej rundzie podziału komórki.
Oznacza to również, że jedna nić DNA jest nieco dłuższa niż druga. To jest naprawdę dobra rzecz; umożliwia swobodne zwijanie się i łączenie nici DNA z istniejącym dwuniciowym DNA, tworząc ochronną pętlę.
Wraz z progresywnym skróceniem telomeru następuje starzenie się komórek. Naukowcy uważają, że jest to naturalny mechanizm obronny, który zatrzymuje komórki, które zgromadziły zbyt duże obrażenia, przekształcając się w potencjalne komórki rakowe.
Czynniki wpływające na wiek biologiczny
Długość telomeru może być użyta do wskazania wieku biologicznego osoby (która różni się od wieku chronologicznego). Naukowcy wiedzą już, że wiele czynników – w tym aktywność fizyczna, sen, depresja i pewne mutacje genów – wiąże się ze zmniejszoną długością telomerów, a przez to może prowadzić do przedwczesnego starzenia biologicznego.
Na przykład ostatnie badanie opublikowane w czasopiśmie pokazuje, że dzieci, które straciły ojców, miały znacznie krótsze telomery.
Podobnie, systematyczny przegląd opublikowany w wydaniu z września 2017 r. Pokazuje także związek między przeciwnościami w dzieciństwie – w tym przemocą, instytucjonalizacją i ubóstwem – a krótszymi telomerami.
Nie wiadomo, czy długość telomerów jest wskaźnikiem starzenia biologicznego, czy też jego przyczyną. Ograniczenie czynników negatywnie związanych z długością telomerów może jednak przyczynić się do bardziej młodego wieku biologicznego.
