Förhållandet mellan telomer, åldrande och cancer

Alla celler har en programmerad livslängd genom vilken de syntetiseras, multipliceras och så småningom genomgår apoptos (celldöd) när de inte längre fungerar.

Det hjälper ofta att tänka på cellulär replikering som gammaldags kopiator: ju mer en cell kopierar sig, desto mer suddigt och felaktigt blir bilden. Med tiden börjar cellens genetiska material att bryta och cellen i sig blir en blek kopia av originalet. När det händer tillåter programmerad celldöd en ny cell att ta över och hålla systemen igång.

Antalet gånger en cell kan dela är begränsad av ett fenomen som kallas Hayflick-gränsen. Detta beskriver den åtgärd genom vilken divisionsprocessen (kallad mitos) gradvis försämrar det genetiska materialet, specifikt den del av DNA som kallas telomerer.

Hayflick-gränsen dikterar att den genomsnittliga cellen kommer att dela mellan 50 och 70 gånger före apoptos.

Förstå Telomeres

Kromosomer är trådliknande strukturer placerade inuti kärnan i en cell. Varje kromosom är tillverkad av protein och en DNA-molekyl.

Vid varje ände av en kromosom är en telomer som ofta kommer att jämföras med plastspetsarna i en skosdans ändar. Telomerer är viktiga eftersom de förhindrar kromosomer från att rasa upp, hålla fast vid varandra eller smälta i en ring.

Varje gång en cell delar upp separeras det dubbelsträngade DNAet för att den genetiska informationen ska kopieras. När detta händer dupliceras DNA-kodningen men inte telomeren. När kopian är färdig och mitos börjar, är den plats där cellen snippas från telomeren.

Som sådan, med varje cellgenerering blir telomeren kortare och kortare tills den inte längre kan behålla kromosomens integritet. Det är då att apoptos uppträder.

Telomeres relation till åldrande och cancer

Forskare kan använda längden på en telomer för att bestämma cellens ålder och hur många replikationer den har kvar. När celluppdelningen saktar, genomgår den en progressiv försämring som kallas senescence, som vi vanligen refererar till som åldrande. Cellulär senescens förklarar varför våra organ och vävnader börjar förändras när vi blir äldre. I slutet är alla våra celler "dödliga" och utsatta för senescens.

Allt, det vill säga, men en. Cancers celler är den enda celltyp som verkligen kan betraktas som odödlig. Till skillnad från normala celler, genomgår cancerceller inte programmerad celldöd men kan fortsätta att föröka sig utan slut.

Detta stör i sig självbalansen i cellreplikation i kroppen. Om en typ av cell tillåts att replikera okontrollerad, kan den ersätta alla andra och undergräva viktiga biologiska funktioner. Det här är vad som händer med cancer och varför dessa "odödliga" celler kan orsaka sjukdom och död.

Man tror att cancer uppstår, eftersom en genetisk mutation kan utlösa produktionen av ett enzym, känt som telomeras, vilket förhindrar telomerer från förkortning.

Medan varje cell i kroppen har den genetiska kodningen för att producera telomeras behöver endast vissa celler det faktiskt. Spermceller, till exempel, behöver stänga av telomerkortning för att göra mer än 50 kopior av sig själva; annars kan aldrig graviditet förekomma.

Om ett genetiskt missförhållande oavsiktligt förvandlas till telomerasproduktion kan det orsaka att abnorma celler multipliceras och bildar tumörer. Man tror att som livslängden fortsätter att växa, kommer chanserna för detta inte bara att bli större men så småningom bli oundvikliga.