Telomery: co to jest i jak jest ich funkcja?

Starzenie się to skomplikowany proces, który naukowcy cały czas starają się zrozumieć. Długość telomerów to jeden ze jego wskaźników, ponieważ telomery to region powtarzających się sekwencji nukleotydów umieszczony na końcu każdego z chromosomów.

Telomery to region powtarzających się sekwencji nukleotydów na końcu każdego z chromosomów, a zarazem jeden z najbardziej fascynujących tematów dla obecnych naukowców. Badacze podejrzewają, że to właśnie w nich zapisano odpowiedzi na skomplikowane i enigmatyczne pytania związane z takimi procesami jak starzenie się, rozwój nowotworów oraz śmierć.

Telomery zostały odkryte w latach 30. ubiegłego wieku przez Hermanna Josepha Mullera z pomocą Barbary McClintock. To odkrycie sprawiło, że przyznano im Nagrodę Nobla.

Z kolei w 2009 r. naukowcy Elizabeth H. Blackburn, Carol W. Greider i Jack W. Szostak zostali uhonorowani kolejną Nagrodą Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny dzięki badaniom przeprowadzonym na ten sam temat.

Wcześniej niektórzy badacze uważali, że komórki mogą dzielić się w nieskończoność. Jednak po pewnym czasie odkryto, że w rzeczywistości każda komórka może podzielić się jedynie określoną liczbę razy, a następnie umiera. Długość telomerów odpowiada za to, jak szybko dana komórka umrze.

Czym są telomery?

Jak już wspomnieliśmy wcześniej, telomery znajdują się na końcach chromosomów. Termin ten pochodzi od greckiego rdzenia, który oznacza dosłownie “końcową część”. Można je porównać do plastikowej części umieszczonej na końcu  sznurówek.

Telomery to tarcze ochronne DNA komórek w organizmie człowieka. Tym samym w dużym stopniu dzięki nim chromosomy są w stanie zachować stabilną strukturę. To właśnie ta stabilność umożliwia komórkom normalne i prawidłowe dzielenie się.

Zakończenia chromosomów odgrywają ważną rolę w wielu działaniach. Na przykład dzięki nim komórki nie zlepiają się ze sobą, co jest niezwykle istotne dla naszego istnienia. Poza tym to właśnie dzięki telomerom jesteśmy w stanie ustalić szybkość, z jaką dany organizm się starzeje.

Zrozumienie telomerów

Komórki w organizmie każdego człowieka nieustannie się dzielą, aby zregenerować tkanki i organy w ciele. Każdy z tych podziałów zmniejsza odrobinę telomery, które z czasem stają się coraz krótsze. W którymś momencie dochodzą do punktu, w którym nie są już w stanie spełniać swojej roli i chronić naszego DNA.

Dzieje się tak, ponieważ komórki stają się stare i nie są w stanie już się dzielić. Długość telomerów jest mierzona w jednostkach nazywanych kilobazami. Zazwyczaj przeciętna długość telomerów w momencie narodzin wynosi 11 kilobaz i zmniejsza się w okresie starości do 4.

Skracanie się telomerów, a tym samym utrata umiejętności ochrony DNA, wydaje się wywoływać starzenie się organizmu oraz pojawienie się chorób związanych z wiekiem, w tym:

• Problemów układu krążenia,
• Schorzeń neurodegeneracyjnych,
• Bezpłodności,
• Cukrzycy,
• Nowotworów.

Telomeraza i młodość

Telomery nieuchronnie kurczą się wraz z każdym podziałem komórek. Jednak proces ten nie przebiega bez jakiejkolwiek kontroli. Nadzoruje go enzym noszący nazwę telomerazy, który jest w stanie w pewnym stopniu regenerować długość tych części chromosomów.

Komórki macierzyste pełnią rolę strażników telomerazy. Ale produkcja tego enzymu o właściwościach regeneracyjnych zmniejsza się z wiekiem, zaś tempo pogarszania się stanu komórek wzrasta. Teoretycznie, gdyby produkcja telomerazy nigdy nie ustawała, bylibyśmy wiecznie młodzi.

Jest jednak pewien problem. Komórki nowotworowe mają bardzo długie telomery i wytwarzają duże ilości telomerazy. Poza tym nie starzeją się i bardzo gwałtownie się dzielą. Wynika z tego, że niewielka produkcja telomerazy postarza Twój organizm, ale zbyt wysoka zwiększa ryzyko rozwoju nowotworu.

Biorąc to pod uwagę, jedno z największych wyzwań, jakie stoją przed naukowcami, to utrzymanie produkcji telomerazy bez jednoczesnego zwiększania prawdopodobieństwa pojawienia się raka. W tym celu przeprowadzono liczne eksperymenty na myszach, które przyniosły zadowalające rezultaty.

Nie sposób wykluczyć, że w niedalekiej przyszłości badacze będą w stanie osiągnąć swój cel i zmanipulują telomerazę w odpowiedni sposób, niosąc korzyści dla nas wszystkich.

Wpływ nawyków

Wiele badań udowodniło, że niektóre nawyki prowadzą do skrócenia telomerów. Jak zapewne się domyślasz, najbardziej szkodliwe z nich to:

• Spożywanie słodkich napojów w nadmiernych ilościach,
• Palenie,
• Siedzący tryb życia,
• Brak wystarczającej ilości odpoczynku,
• Zanieczyszczenia powietrza.

Poza tym odkryto, że przewlekły stres skraca telomery. Z kolei kortyzol, hormon stresu, zmniejsza produkcję telomerazy. Dane dotyczące produktów spożywczych nie są jednoznaczne, jednak istnieje związek między dłuższymi telomerami a spożywaniem warzyw, owoców, kwasów omega 3 oraz kawy.

Naukowcy zaobserwowali również, że dzieci, które były karmione jedynie mlekiem z piersi matki w pierwszych 4 do 6 tygodni swojego życia mają dłuższe telomery w momencie ukończenia czwartego roku życia. Oprócz tego krótsze telomery wydają się być związane z występowaniem depresji klinicznej.