Τα τελομερή είναι τα "καπάκια" που προστατεύουν τα άκρα των αλυσίδων του DNA από την καταστροφή τους από το κύτταρο. Αποτελούνται από περιοχές επαναλαμβανόμενων αλληλουχιών DNA σε συνδυασμό με ειδικές πρωτεΐνες στα άκρα των χρωμοσωμάτων, δηλαδή των σφιχτά τυλιγμένων δομών DNA και πρωτεϊνών στο εσωτερικό των κυττάρων. Τα τελομερή παίζουν ρόλο στο πόσο γρήγορα γερνούν τα κύτταρα, αν και ο ακριβής τρόπος δεν είναι απολύτως σαφής.
Οι οργανισμοί χωρίς κυκλικά χρωμοσώματα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, άλλων ζώων, φυτών και ακόμη και μονοκύτταρων πρωτίστων, έχουν τελομερή. Τα τελομερή δρουν ως φράγματα, εμποδίζοντας την αποδόμηση και την αλλοίωση του DNA,
Αν τα κύτταρά μας δεν είχαν τελομερή, οι κυτταρικές μηχανές "θα έτρωγαν τα άκρα των χρωμοσωμάτων και τα απαραίτητα γονίδια", δήλωσε ο Jan Karlseder (ανοίγει σε νέα καρτέλα) , καθηγητής στο Ινστιτούτο Βιολογικών Σπουδών Salk στην Καλιφόρνια και διευθυντής του Κέντρου Glenn για τη Βιολογία της Έρευνας της Γήρανσης στο Ινστιτούτο Salk. Το κύτταρο θα μπορούσε επίσης να συνδέσει το άκρο ενός χρωμοσώματος με το άκρο ενός άλλου, το οποίο, όπως είπε, θα ήταν "ένα καταστροφικό γεγονός" για ένα κύτταρο.
"Δεδομένου ότι τα χρωμοσώματά μας είναι γραμμικά κομμάτια DNA, έχει εξελιχθεί μια δομή που ονομάζεται τελομερές και προστατεύει τα φυσικά άκρα των χρωμοσωμάτων από το να αναγνωριστούν ως βλάβη του DNA", δήλωσε ο Karlseder στο Live Science.
Κάθε φορά που ένα κύτταρο διαιρείται, χάνεται κάποιο τμήμα της επαναλαμβανόμενης αλληλουχίας σε ένα τελομερές. Όταν τα τελομερή γίνονται πολύ κοντά για να λειτουργήσουν αποτελεσματικά, ένα κύτταρο είτε πεθαίνει είτε σταματά να διαιρείται. Επειδή λοιπόν τα περισσότερα κύτταρα δεν μπορούν να αναγεννήσουν τα τελομερή τους, αυτά γίνονται μικρότερα καθώς οι άνθρωποι γερνούν. Ο ρυθμός με τον οποίο συντομεύονται τα τελομερή έχει επίσης συσχετιστεί με τα ποσοστά γήρανσης.
Ποια είναι η λειτουργία των τελομερών;
Στον άνθρωπο και σε όλα τα σπονδυλωτά, τα τελομερή επαναλαμβάνουν τις νουκλεοτιδικές αλληλουχίες TTAGGG &mdash- δύο μόρια θυμίνης, ένα αδενίνης και τρία μόρια γουανίνης. Τα νουκλεοτίδια είναι τα μόρια που συνθέτουν την αλληλουχία του DNA. Στους ανθρώπους, η αλληλουχία αυτή μπορεί να επαναληφθεί έως και περίπου 3.000 φορές, αλλά ο αριθμός των επαναλήψεων ποικίλλει για τα διάφορα είδη. Στο τέλος ενός τελομερούς, υπάρχει ένα είδος "κόμβου" που ονομάζεται βρόχος Τ, ο οποίος διατηρείται από μια συγκεκριμένη πρωτεϊνική δομή που ονομάζεται σύμπλεγμα σελερτίνης. Ο βρόχος Τ και η προστατευτίνη καθιστούν πιο δύσκολο για το κύτταρο να καταστρέψει το DNA στο τέλος ενός χρωμοσώματος, ενώ οι επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες παρέχουν στρώματα γενετικού κώδικα που το κύτταρο μπορεί να καταστρέψει χωρίς να παρεμβαίνει στο DNA που χρειάζεται για να λειτουργήσει.
Στα περισσότερα κύτταρα, τα τελομερή μικραίνουν με την πάροδο του χρόνου, καθώς το κύτταρο καταστρέφει όλο και μεγαλύτερο μέρος του γενετικού του κώδικα. Ωστόσο, ορισμένα κύτταρα, όπως τα βλαστικά κύτταρα, τα οποία δημιουργούν πολλούς τύπους εξειδικευμένων κυττάρων του σώματος, και τα κύτταρα της γεννητικής σειράς, τα οποία σχηματίζουν τα ωάρια και το σπέρμα, μπορούν να χρησιμοποιήσουν ένα ένζυμο που ονομάζεται τελομεράση για να αναγεννήσουν τα τελομερή τους. Ορισμένες έρευνες δείχνουν ότι μπορεί να υπάρχουν τρόποι να αυξηθεί ελαφρώς το μήκος των τελομερών σε άλλους τύπους κυττάρων.
Τελομερή και γήρανση<
Τα περισσότερα κύτταρα δεν μπορούν να αναγεννήσουν τα τελομερή τους, με αποτέλεσμα αυτά να μικραίνουν κατά τη διάρκεια της ζωής τόσο ενός κυττάρου όσο και ενός οργανισμού. "Η σύντμηση των τελομερών καθορίζει πραγματικά τη διάρκεια ζωής των κυττάρων μας, περιορίζοντας τον αριθμό των διπλασιασμών του πληθυσμού ή του πολλαπλασιασμού που μπορούν να υποστούν τα κύτταρα", δήλωσε ο Karlseder.
Από τότε που η βιολόγος Ελίζαμπεθ Μπλάκμπερν, βραβευμένη με Νόμπελ (ανοίγει σε νέα καρτέλα), αποκάλυψε τη φύση των τελομερών και την ύπαρξη του ενζύμου τελομεράση, πολλές μελέτες έχουν υποστηρίξει τη σχέση μεταξύ της βιολογικής ηλικίας, του μήκους των τελομερών, της συνολικής υγείας και της θνησιμότητας,
Μια μελέτη του 2003 στο περιοδικό The Lancet (ανοίγει σε νέα καρτέλα) διαπίστωσε ότι σε ένα δείγμα φαινομενικά υγιών ατόμων ηλικίας άνω των 60 ετών, τα οποία οι ερευνητές παρακολουθούσαν διαχρονικά, τα άτομα με μικρότερα τελομερή είχαν υψηλότερα ποσοστά θνησιμότητας τόσο από καρδιακές παθήσεις όσο και από μολυσματικές ασθένειες. Το 2013, η πρώτη μελέτη (ανοίγει σε νέα καρτέλα) του είδους της διαπίστωσε ότι οι αλλαγές στον τρόπο ζωής όσον αφορά την άσκηση, τη διατροφή, τη διαχείριση του άγχους και την κοινωνική υποστήριξη σχετίζονταν με αύξηση του μήκους των τελομερών σε μια μικρή ομάδα ανδρών με καρκίνο του προστάτη χαμηλού κινδύνου. Μια ανασκόπηση του 2022 (ανοίγει σε νέα καρτέλα) διαπίστωσε ότι η τακτική μέτρια έως έντονη σωματική δραστηριότητα φάνηκε να συμβάλλει στη διατήρηση του μήκους των τελομερών. Ο ρυθμός μείωσης των τελομερών έχει συνδεθεί με τη διάρκεια ζωής σε διάφορους οργανισμούς. Μια μελέτη του 2019 στο περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences (ανοίγει σε νέα καρτέλα) διαπίστωσε ότι ενώ μια γενική μέτρηση του μήκους των τελομερών ενός οργανισμού δεν είχε καμία συσχέτιση με τη διάρκεια ζωής, όσο πιο γρήγορα μειωνόταν το μήκος των τελομερών ενός οργανισμού, τόσο μικρότερη ήταν η διάρκεια ζωής του.
"Τα ακριβή αίτια της γήρανσης δεν έχουν ακόμη κατανοηθεί και δεν είναι σαφές γιατί ορισμένα είδη ζουν λιγότερο από 1 [ημέρα], ενώ άλλα μπορούν να ζήσουν περισσότερα από 400 [χρόνια]", αναφέρεται στο εντυπωσιακό άνοιγμα της μελέτης. Τα τελομερή θα μπορούσαν να βοηθήσουν να χυθεί φως σε αυτό το μακροχρόνιο μυστήριο.
Μια μελέτη του 2021 στο περιοδικό GeroScience (ανοίγει σε νέα καρτέλα) υποστηρίζει ότι οι συνέπειες του μήκους των τελομερών θα μπορούσαν να επηρεάσουν την ηλικία του ατόμου. Οι ερευνητές εξέτασαν τα αποτελέσματα ερευνών από πάνω από 400.000 συμμετέχοντες στην UK Biobank, μια μεγάλη βάση δεδομένων με πληροφορίες για την υγεία των ανθρώπων που ζουν στο Ηνωμένο Βασίλειο. Διαπίστωσαν ότι οι άνθρωποι που είχαν γενετικούς προγνωστικούς παράγοντες μεγαλύτερου μήκους τελομερών ήταν πιο πιθανό να πουν ότι οι άνθρωποι έτειναν να πιστεύουν ότι φαίνονται νεότεροι από την ηλικία τους,
- Σχετικό: Τι είναι οι «Μπλε Ζώνες» και κρύβουν πραγματικά τα μυστικά για μεγαλύτερη διάρκεια ζωής;
Τελομερή και καρκίνος<
Ένας σημαντικός τρόπος με τον οποίο τα τελομερή συνδέονται με την υγεία είναι ο κίνδυνος καρκίνου. Όταν τα τελομερή γίνονται πολύ κοντά, το DNA που αντιγράφεται κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης είναι πιο πιθανό να καταστραφεί, γεγονός που μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο καρκίνου.
Ένας άλλος τρόπος με τον οποίο μια δυσλειτουργία του τελομερούς μπορεί να οδηγήσει σε καρκίνο είναι αν το ένζυμο τελομεράση ενεργοποιηθεί σε κύτταρα όπου δεν θα έπρεπε.
"Σχεδόν κάθε καρκινικό κύτταρο έχει βρει μηχανισμούς για να διατηρεί τα τελομερή και να ξεπερνά την οδό μείωσης των τελομερών", δήλωσε ο Karlseder. "Και αυτό είναι που κρατάει τα καρκινικά κύτταρα αθάνατα",
Ο οργανισμός προσπαθεί να αποτρέψει τον καρκίνο εμποδίζοντας τα κύτταρα με υπερβολικά μικρά τελομερή να διαιρούνται, κάτι που ονομάζεται γήρανση.
Ο Karlseder, μαζί με μια ομάδα ερευνητών του Ινστιτούτου Salk, ολοκλήρωσε μια μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε το 2023 στο περιοδικό Nature (ανοίγει σε νέα καρτέλα) , δείχνοντας πώς τα τελομερή μπορούν να προκαλέσουν τον κυτταρικό θάνατο: Μιλάνε στα μιτοχόνδρια ενός κυττάρου, τον πάροχο ενέργειας, για να προκαλέσουν θανατηφόρα φλεγμονή κατά τη διάρκεια της κρίσης, την έναρξη του προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου ως απάντηση στα κρίσιμα σύντομα τελομερή. Η διαδικασία ρίχνει φως στο πώς τα τελομερή βοηθούν στην πρόληψη της καρκινογένεσης των κυττάρων.
Αν και ορισμένες έρευνες (ανοίγει σε νέα καρτέλα) υποδηλώνουν ότι η προστασία ή ακόμη και η αναγέννηση των τελομερών θα μπορούσε να παρατείνει τη διάρκεια ζωής, ο Karlseder δήλωσε ότι ο κίνδυνος πρόκλησης καρκίνου το καθιστά παρακινδυνευμένο. ,
“Θα ήμουν πολύ προσεκτικός απέναντι στις προσεγγίσεις που απλά επιμηκύνουν τα τελομερή,” είπε. “Ξέρουμε ότι αυτό θα οδηγήσει σε καρκίνο και όχι απαραίτητα σε μεγάλη διάρκεια ζωής.&rdquo,
Αντί να προσπαθούν να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής και να αντιστρέψουν τη γήρανση, είπε, οι ερευνητές θα πρέπει να επικεντρωθούν περισσότερο στην παράταση της "διάρκειας της υγείας", δηλαδή του χρόνου που περνούν με καλή υγεία,
Ένας από τους σκοπούς της διαδικασίας της γήρανσης “είναι πραγματικά η πρόληψη της εμφάνισης καρκίνου", δήλωσε ο Karlseder. "Θα πρέπει να καλωσορίσουμε τη γήρανση ως μηχανισμό καταστολής του καρκίνου".
