Съдържание
Всички клетки имат програмирана продължителност на живота, чрез която се синтезират, размножават и в крайна сметка претърпяват апоптоза (клетъчна смърт), когато вече не са функционални.Често помага да се мисли за клетъчна репликация като за старомодна машина за фотокопиране: колкото повече клетка се копира, толкова по-размазано и неправилно подравнено става изображението. С течение на времето генетичният материал на клетката (ДНК) започва да се счупва и самата клетка се превръща в бледо копие на оригинала. Когато това се случи, програмираната клетъчна смърт позволява на нова клетка да поеме и поддържа системите да работят.
Броят пъти, в които клетката може да се раздели, е ограничен от явление, известно като граница на Hayflick. Това описва действието, чрез което процесът на делене (известен като митоза) прогресивно разгражда генетичния материал, по-специално частта от ДНК, наречена теломера.
Ограничението на Hayflick диктува, че средната клетка ще се раздели между 50 до 70 пъти преди апоптозата.
Разбиране на теломерите
Хромозомите са нишковидни структури, разположени вътре в ядрото на клетката. Всяка хромозома е изградена от протеин и една молекула ДНК.
Във всеки край на хромозома има теломера, която хората често сравняват с пластмасовите връхчета в краищата на връзката на връзката. Теломерите са важни, тъй като предотвратяват разплитането, залепването на хромозомите или слепването им в пръстен.
Всеки път, когато клетката се дели, двуверижната ДНК се отделя, за да бъде копирана генетичната информация. Когато това се случи, кодирането на ДНК се дублира, но не и теломерите. Когато копието завърши и митозата започне, мястото, където клетката е отрязана, е в теломерата.
Като такива, с всяко клетъчно поколение теломерите стават все по-кратки и по-къси, докато вече не могат да поддържат целостта на хромозомата. Тогава настъпва апоптоза.
Връзка на Теломер със стареенето и рака
Учените могат да използват дължината на теломера, за да определят възрастта на клетката и колко още репликации са й останали. Тъй като клетъчното делене се забавя, то претърпява прогресивно влошаване, известно като стареене, което обикновено наричаме стареене. Клетъчното стареене обяснява защо нашите органи и тъкани започват да се променят с напредването на възрастта. В крайна сметка всички наши клетки са „смъртни“ и подлежат на стареене.
Всичко, което е, но едно. Раковите клетки са единственият тип клетки, които наистина могат да се считат за „безсмъртни“. За разлика от нормалните клетки, раковите клетки не претърпяват програмирана клетъчна смърт, но могат да продължат да се размножават без край.
Това само по себе си нарушава баланса на клетъчната репликация в тялото. Ако на един тип клетки е позволено да се репликират непроверено, той може да измести всички останали и да подкопае ключовите биологични функции. Ето какво се случва с рака и защо тези "безсмъртни" клетки могат да причинят заболяване и смърт.
Смята се, че ракът се появява, защото генетичната мутация може да предизвика производството на ензим, известен като теломераза, който предотвратява съкращаването на теломерите.
Докато всяка клетка в тялото има генетично кодиране за производство на теломераза, всъщност само някои клетки се нуждаят от нея. Сперматозоидите, например, трябва да изключат съкращаването на теломерите, за да направят повече от 50 копия от себе си; в противен случай бременността никога не би могла да настъпи.
Ако генетична злополука неволно включи производството на теломераза, това може да доведе до размножаване на анормални клетки и образуване на тумори. Смята се, че с продължаване на нарастването на продължителността на живота шансовете за това не само ще станат по-големи, но в крайна сметка ще станат неизбежни.