Telomere: Was sind sie, Eigenschaften und wie sind sie mit dem Alter verbunden?

Die Zeit vergeht für alle, und das ist eine unbestreitbare Realität. Ein Leben ohne Tod zu begreifen ist unmöglich, da alle organischen Stoffe abgebaut werden, ihre Form verlieren und umgewandelt werden. Ohne weiter zu gehen, ist die am besten geeignete Definition, die uns einfällt, um Leben aus biologischer Sicht zu definieren, die folgende: der Zwischenzustand zwischen Geburt und Tod.

Die Zeit vergeht auf unveräußerliche Weise, ja, aber Sie werden überrascht sein zu wissen, dass sie nicht für alle dasselbe ist. Das chronologische (chronometrische) Alter zeigt die Bewegung der Zeiger der Uhr an, aber diese physikalische Größe hat nichts mit dem zu tun, was in unserem Körper passiert. Die Phasen eines biologischen Prozesses haben nicht dieselbe Qualität oder Natur wie die eines physikalischen Prozesses, sofern sie nur aufeinander folgen.

Bei der physiologischen Untersuchung von Lebewesen werden die Phasen eines Prozesses durch die Dynamik "des intrinsischen Prozesses" und nicht durch die Auferlegung eines physikalischen Elements, wie z Uhr. So kann beispielsweise ein 40-jähriger Alkoholiker die Leber eines 80-jährigen haben, während Ein achtzigjähriger Sportler kann die typische Unterkörpermuskulatur eines sesshaften 60-Jährigen haben Jahre.

Die Zeit vergeht, ja, aber das biologische Alter kann sich von dem unterscheiden, was der Kalender anzeigt.

Viele der Parameter, die das biologische Alter lebender Gewebe verändern, sind vollständig mit dem Lebensstil des Individuums verbunden. Aber es gibt auch andere komplexe und faszinierende Konzepte, die zum Teil erklären, warum der zelluläre Alterungsprozess einzigartig ist und austauschbar. Wir erklären das Geheimnis von Leben und Tod mit einem ebenso spannenden wie nützlichen Begriff: weiß alles über Telomere.

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Wie sind die Chromosomen organisiert und wo sind die Telomere?

Fangen wir von vorne an, wie das Leben selbst. Der Mensch besitzt in jeder unserer Zellen die DNA, die in einem Kern eingeschlossen ist. Durch eine Reihe von Prozessen, die hier nicht unser Anliegen sind, wird die Information aus der DNA vom Zellkern zu den Ribosomen des Zellzytoplasmas transportiert, damit diese Proteine ​​synthetisieren können. Die Proteinsynthese ist die Grundlage des Stoffwechsels von Lebewesen, also könnte man sagen, dass DNA enthält alle Informationen, die für ein solches Leben notwendig sind.

Beim Menschen kondensiert die DNA zu Chromatin und bildet Chromosomen. Jede nicht-sexuelle Zelle in unserem Körper (im Allgemeinen) hat 23 Chromosomenpaare (insgesamt 46), von denen die 23 von der weiblichen Gamete (n) und 23 von der männlichen (n) stammen, die zusammen eine Zygote bilden (2n). Die Teile eines Chromosoms sind wie folgt:

• Film und Matrix: Jedes Chromosom wird durch eine Membran begrenzt, die eine gallertartige Substanz umschließt.
• Chromoneme: filamentöse Struktur, aus der jedes der Schwesterchromatiden besteht (jede Hälfte des Chromosoms ist ein „X“-förmiges Chromatid)
• Chromomere: Abfolge von Körnchen, die das Cromonema in seiner Länge begleiten.
• Centromer: Ort, an dem sich die beiden Schwesterchromatiden treffen. Damit wir uns verstehen, ist es das Zentrum des "X".
• Telomere: die terminalen Teile des Chromosoms, seine "Spitzen".

Wir haben einen bestimmten Abschnitt in der Pipeline belassen, um uns nicht in technischen Details zu verlieren, aber wir sind hier bereits zum ersten Mal auf den Begriff gestoßen, der uns beschäftigt. Zeit, es gründlich zu erkunden.

Was sind Telomere?

Nach dem, was wir bisher gesehen haben, definiert sich das Telomer fast von selbst: ist die Spitze des Chromosoms. Telomere sind Regionen nichtkodierender DNA (sie haben keine für die Proteinsynthese notwendigen Informationen) stark repetitiv, dessen Funktion es ist, den Chromosomen in eukaryotischen Zellen während ihrer gesamten Lebensdauer Stabilität zu verleihen Lebensdauer. Anhand der Existenz dieser Strukturen können wir zwei Phänomene, die jedem Menschen den Atem rauben, teilweise erklären: Altern und Krebs. Mal sehen wie.

1. Während der DNA-Duplikation replizieren sich Telomere nicht vollständig

Somatische Zellen teilen sich durch Mitose, und dafür muss die DNA der ursprünglichen Zelle dupliziert werden, wodurch die Nachkommenlinie entsteht. Mit jedem Replikationsvorgang und aufgrund bestimmter Eigenschaften der Enzyme, die dies ermöglichen, werden die Telomere kürzer.

Die Telomerlänge beim Menschen nimmt mit einer Rate von 24,8-27,7 Basenpaaren pro Jahr ab. Mit der Zeit und Zellteilung werden die Telomere der Chromosomen der Nachkommenzellen so kurz, dass die Zelle kann sich nicht mehr teilen und daher mit dem Tod der letzten Zelleinheiten der Tod der Gewebe. Parallel zum „Hausrundgang“ ist es, als ob wir jedes Mal ein wenig Wasser entfernen, wenn wir es von einem Glas zum anderen geben. Anfangs ist es vielleicht nicht wahrnehmbar, aber nach X-maliger Wiederholung des Vorgangs kann die Übertragung nicht mehr durchgeführt werden, da kein Wasser mehr zum Übertragen vorhanden ist.

Deshalb, Telomere gelten als hervorragender Marker für das biologische Alter: Anhand ihrer Länge können Wissenschaftler abschätzen, wie weit eine Zellgruppe voraus ist und damit der gesamte Organismus. Die Verkürzung der Telomere ist Teil des normalen Alterungsprozesses, aber bestimmte Faktoren, die mit einem Stil verbunden sind spezifische Lebensdauern können chromosomale DNA-Schäden und damit eine schnellere Verkürzung der DNA begünstigen Telomere.

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2. Die Bedeutung der Telomerase

Wir haben den Mechanismus des Alterns erklärt, aber es wird noch interessanter, wenn wir das wissen, so unglaublich wie Es scheint, dass der Körper selbst auf theoretischer Ebene die Lösung für die Unsterblichkeit hat, zumindest in den frühen Stadien des Lebens. Lebensdauer.

Telomerase ist ein Enzym, das für die Aufrechterhaltung der Telomerlänge durch Hinzufügen wiederholter genetischer Sequenzen verantwortlich ist. Dieser biologische Prozess hat einen „Trick“: Die Aktivität ist in den Zellen der Keimbahn vorhanden und bestimmte hämatopoetische Zellen, aber reife somatische Zellen hemmen ihre Funktionalität nach Geburt. Somit ist es der Organismus selbst, der seinen programmierten Abbau codiert.

3. Telomere und Krebs

Aktuelle Studien deuten darauf hin, dass der Mensch den Prozess der zellulären Seneszenz umkehren könnte, wenn die Telomerase-Aktivität in somatischen Zellen, die das Gewebe von bilden, künstlich erhöhen unser Körper. Leider kann dies einen doppelten Effekt haben: Wenn in experimentellen Situationen die Telomerase-Aktivität stimuliert und bestimmte Tumorsuppressionsgene inaktiviert werden, tritt dies auf eine zelluläre Immortalisierung, die das Auftreten eines Tumors signifikant fördert.

Wir gehen in diesem Gedankengang weiter, da 75-80% der Krebsarten, die von somatischen Zellen ausgehen, Telomeraseaktivität aufweisen. Dies bedeutet nicht unbedingt, dass Telomerase Krebs verursacht, aber alles deutet darauf hin, dass hohe Konzentrationen dieses Enzyms ein klarer Hinweis auf die mögliche Bösartigkeit eines Tumors sind. Wenn eine Zelle unsterblich ist, kann sie sich unbegrenzt vermehren: Wir erklären fast wortwörtlich die Entstehung eines Krebses.

Basierend auf dieser Prämisse werden im experimentellen Setting verschiedene Anti-Telomerase-Behandlungen entwickelt. In Zellkulturen sind die Ergebnisse gelinde gesagt vielversprechend: bei einigen Krebszelllinien kommt es durch Hemmung der Telomeraseaktivität zum spontanen Tod der Linie nach etwa 25 Teilungen divisionda Telomere verkürzt sind und in keiner Weise ersetzt werden können.

Fortsetzen

Nach der Offenlegung von Daten wie diesen ist es unmöglich, nicht hoffnungsvoll zu sein. Krebs ist heute eines der wichtigsten und tragischsten Gesundheitsprobleme, denn nach jedem Tod und jeder Figur gibt es eine Geschichte des Kampfes, der Trauer und der Hoffnung. Ein neoplastischer Tumor ist nicht nur eine Gruppe von Zellen, die unkontrolliert wachsen: Es ist Angst, ein Kampf Wissenschaft versus Physiologie, Akzeptanz oder Verleugnung und im schlimmsten Fall der vorzeitige Verlust eines Lebensdauer.

Zelluläre Seneszenzmechanismen helfen uns, die Gewebealterung und den Prozess, der zum Tod führt, zu verstehen, aber das ultimative Ziel besteht nicht darin, Unsterblichkeit zu finden. Die eigentliche Herausforderung besteht heute darin, all die Leben zu retten, die von einer Gruppe von Rebellenzellen an einem seidenen Faden hängen die mutierten, um sich gegen ihren Wirt zu wenden.

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