Зміст
Усі клітини мають запрограмований термін життя, за який вони синтезуються, розмножуються і врешті-решт зазнають апоптозу (загибелі клітини), коли вони вже не функціонують.Часто допомагає думати про стільникову реплікацію як про старомодну фотокопіювальну машину: чим більше клітина копіює себе, тим більше розмитим і неправильним вирівнюванням стає зображення. З часом генетичний матеріал клітини (ДНК) починає руйнуватися, а сама клітина стає блідою копією оригіналу. Коли це трапляється, запрограмована смерть клітини дозволяє новій клітині взяти на себе та підтримувати роботу системи.
Кількість випадків, коли клітина може ділитися, обмежена явищем, відомим як межа Хейфліка. Це описує дію, за допомогою якого процес поділу (відомий як мітоз) поступово погіршує генетичний матеріал, зокрема частину ДНК, яка називається теломерою.
Обмеження Хейфліка диктує, що середня клітина ділиться від 50 до 70 разів до апоптозу.
Розуміння Теломерів
Хромосоми - це ниткоподібні структури, розташовані всередині ядра клітини. Кожна хромосома складається з білка та однієї молекули ДНК.
На кожному кінці хромосоми знаходиться теломера, яку люди часто порівнюють із пластиковими кінчиками на кінцях шнурка. Теломери важливі, оскільки вони не дають хромосомам розплутуватися, прилипати один до одного або зливатися в кільце.
Кожного разу, коли клітина ділиться, дволанцюжкова ДНК відокремлюється для того, щоб генетична інформація була скопійована. Коли це трапляється, кодування ДНК дублюється, але не теломера. Коли копія завершена і починається мітоз, місце, де клітина розрізана, знаходиться біля теломери.
Таким чином, з кожним поколінням клітин теломера стає все коротшою і коротшою, поки вона більше не може підтримувати цілісність хромосоми. Саме тоді відбувається апоптоз.
Відношення Теломерів до старіння та раку
Вчені можуть використовувати довжину теломери, щоб визначити вік клітини та скільки реплікацій у неї залишилось. Оскільки клітинний поділ сповільнюється, він зазнає поступового погіршення, відомого як старіння, яке ми зазвичай називаємо старінням. Клітинне старіння пояснює, чому наші органи та тканини починають змінюватися у міру дорослішання. Врешті-решт, усі наші клітини є «смертними» і піддаються старінню.
Все, тобто, але одне. Клітини раку - це той тип клітин, який справді можна вважати «безсмертним». На відміну від нормальних клітин, ракові клітини не зазнають запрограмованої загибелі клітин, але можуть продовжувати розмножуватися без кінця.
Це саме по собі порушує баланс клітинної реплікації в організмі. Якщо дозволено копіювати один тип клітин без перевірки, він може витіснити всі інші та підірвати ключові біологічні функції. Це те, що відбувається з раком, і чому ці «безсмертні» клітини можуть спричинити захворювання та смерть.
Вважається, що рак виникає через те, що генетична мутація може спровокувати вироблення ферменту, відомого як теломераза, який запобігає скороченню теломер.
Хоча кожна клітина в організмі має генетичне кодування для продукування теломерази, насправді вона потрібна лише певним клітинам. Наприклад, сперматозоїдам потрібно вимкнути скорочення теломер, щоб зробити більше 50 копій самих себе; інакше вагітність ніколи не могла настати.
Якщо генетичне нещастя ненавмисно увімкне вироблення теломерази, це може призвести до розмноження аномальних клітин і утворення пухлин. Вважається, що в міру того, як показники тривалості життя продовжуватимуть зростати, шанси на це не тільки стануть більшими, але з часом стануть неминучими.