Telomeren zijn de "kapjes" die de uiteinden van DNA-strengen beschermen tegen vernietiging door een cel. Ze bestaan uit gebieden met herhaalde DNA-sequenties gecombineerd met specifieke eiwitten aan de uiteinden van chromosomen — de strak gewikkelde structuren van DNA en eiwitten in cellen. Telomeren spelen een rol in hoe snel cellen verouderen, hoewel niet precies duidelijk is hoe.
Organismen zonder cirkelvormige chromosomen — waaronder mensen, andere dieren, planten en zelfs eencellige protisten — hebben telomeren. Telomeren fungeren als barrières en voorkomen dat DNA wordt afgebroken en beschadigd;
Als onze cellen geen telomeren zouden hebben, zouden cellulaire machines "de uiteinden van de chromosomen en essentiële genen wegkauwen", aldus Jan Karlseder (opent in nieuw tabblad) , een professor aan het Salk Institute for Biological Studies in Californië en de directeur van het Glenn Center for Biology of Aging Research aan het Salk Institute. De cel zou ook het eind van een chromosoom aan het eind van een ander kunnen vastmaken, wat volgens hem "een rampzalige gebeurtenis" voor een cel zou zijn.
"Aangezien onze chromosomen lineaire stukken DNA zijn, is er een structuur, het telomeer genaamd, geëvolueerd die de natuurlijke uiteinden van de chromosomen beschermt tegen herkenning als DNA-schade," vertelde Karlseder aan Live Science.
Bij elke celdeling gaat een deel van de zich herhalende reeks in een telomeer verloren. Wanneer telomeren te kort worden om nog effectief te functioneren, sterft een cel of stopt met delen. Omdat de meeste cellen hun telomeren niet kunnen regenereren, worden ze korter naarmate mensen ouder worden. De snelheid waarmee telomeren korter worden is ook in verband gebracht met de mate van veroudering.
Bij de mens en alle gewervelde dieren herhalen telomeren de nucleotidenreeksen TTAGGG — twee thymine-, één adenine- en drie guaninemoleculen. Nucleotiden zijn de moleculen die de sequentie van DNA vormen. Bij de mens kan deze sequentie zich tot ongeveer 3000 keer herhalen, maar het aantal herhalingen varieert per soort. Aan het einde van een telomeer bevindt zich een soort "knoop", de T-lus, die in stand wordt gehouden door een specifieke eiwitstructuur, het shelterin-complex. De T-lus en shelterin maken het voor de cel moeilijker om DNA aan het eind van een chromosoom te vernietigen, terwijl de herhaalde sequenties lagen genetische code vormen die de cel kan vernietigen zonder het DNA te verstoren dat hij nodig heeft om te functioneren.
In de meeste cellen worden de telomeren korter naarmate de cel meer van zijn genetische code vernietigt. Sommige cellen echter, zoals stamcellen, die de vele soorten gespecialiseerde cellen van het lichaam genereren, en kiemcellen, die eieren en sperma vormen, kunnen een enzym genaamd telomerase gebruiken om hun telomeren te regenereren. Sommige onderzoeken wijzen erop dat er misschien manieren zijn om de lengte van telomeren in andere soorten cellen iets te verhogen.
Telomeren en veroudering<
Telomeren en veroudering<
De meeste cellen kunnen hun telomeren niet regenereren, waardoor ze korter worden gedurende de levensduur van zowel een cel als een organisme. "Telomeerverkorting bepaalt echt de levensduur van onze cellen door het aantal populatieverdubbelingen of proliferaties dat cellen kunnen ondergaan te beperken," zei Karlseder.
Sinds het Nobelprijswinnende werk van biologe Elizabeth Blackburn (opent in nieuw tabblad) dat de aard van telomeren en het bestaan van het enzym telomerase blootlegde, hebben vele studies een verband aangetoond tussen biologische leeftijd, telomeerlengte, algemene gezondheid en sterfte.
Een studie uit 2003 in het tijdschrift The Lancet (opent in nieuw tabblad) toonde aan dat in een steekproef van ogenschijnlijk gezonde mensen boven de 60 jaar die onderzoekers in de loop der tijd volgden, mensen met kortere telomeren een hoger sterftecijfer hadden aan zowel hartziekten als infectieziekten. In 2013 bleek uit de eerste studie (opent in nieuw tabblad) van zijn soort dat veranderingen in levensstijl op het gebied van lichaamsbeweging, dieet, stressmanagement en sociale steun in verband werden gebracht met een grotere telomeerlengte bij een kleine groep mannen met prostaatkanker met een laag risico. Uit een onderzoek uit 2022 (opent in een nieuw tabblad) bleek dat regelmatige matige tot krachtige lichaamsbeweging leek bij te dragen tot het behoud van de telomeerlengte. De snelheid waarmee telomeren verkorten is in verband gebracht met de levensduur van verschillende organismen. Uit een studie uit 2019 in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (opent in een nieuw tabblad) bleek dat, hoewel een algemene meting van de telomeerlengte van een organisme geen verband hield met de levensduur, de levensduur korter was naarmate de telomeren van een organisme sneller in lengte afnamen.
"De exacte oorzaken van veroudering worden nog steeds niet begrepen, en het is onduidelijk waarom sommige soorten minder dan 1 [dag] leven, terwijl andere meer dan 400 [jaren] kunnen leven," luidt de opvallende opening van de studie. Telomeren kunnen helpen dit aloude mysterie op te helderen.
Een studie uit 2021 in het tijdschrift GeroScience (opent in nieuw tabblad) stelt dat de gevolgen van telomeerlengte van invloed kunnen zijn op hoe oud iemand eruit ziet. Onderzoekers onderzochten onderzoeksresultaten van meer dan 400.000 deelnemers aan de UK Biobank, een grote database met gezondheidsinformatie van mensen die in het Verenigd Koninkrijk wonen. Zij vonden dat mensen met genetische voorspellers van langere telomeerlengte vaker zeiden dat mensen geneigd waren te denken dat zij er jonger uitzagen dan hun leeftijd.
Verwant: Wat zijn 'Blue Zones' en bevatten ze echt de geheimen voor een langer leven?
Telomeren en kanker<
Telomeren en kanker<
Een belangrijke manier waarop telomeren verband houden met de gezondheid is via het kankerrisico. Wanneer telomeren erg kort worden, is de kans groter dat het tijdens de celdeling gekopieerde DNA beschadigd raakt, wat het risico op kanker kan verhogen.
Een andere manier waarop een telomeerstoring kan leiden tot kanker is als het enzym telomerase actief wordt in cellen waar dat niet zou moeten.
"Vrijwel elke kankercel heeft mechanismen gevonden om de telomeren in stand te houden en de telomeerverkortingsroute te overwinnen," zei Karlseder. "En dat is wat kankercellen onsterfelijk houdt."
Het lichaam probeert kanker tegen te gaan door te voorkomen dat cellen met te korte telomeren zich delen, wat senescentie wordt genoemd.
Karlseder, samen met een team van onderzoekers van het Salk Instituut, voltooide een studie, gepubliceerd in 2023 in het tijdschrift Nature (opent in nieuw tabblad) , waaruit blijkt hoe telomeren de celdood in gang kunnen zetten: Ze praten met de mitochondriën van een cel, de energieleverancier, om dodelijke ontstekingen te veroorzaken tijdens een crisis, de initiatie van geprogrammeerde celdood als reactie op kritisch korte telomeren. Het proces werpt licht op hoe telomeren helpen voorkomen dat cellen kanker worden.
Hoewel sommige onderzoeken (opent in nieuw tabblad) suggereren dat het beschermen, of zelfs regenereren, van telomeren de levensduur zou kunnen verlengen, zegt Karlseder dat het risico van het veroorzaken van kanker dit riskant maakt;
“Ik zou heel erg waarschuwen tegen de aanpak die simpelweg telomeren verlengt,” zei hij. “We weten dat dat leidt tot kanker, en niet noodzakelijk tot een lange levensduur.”
In plaats van te proberen de levensduur te verlengen en veroudering tegen te gaan, zei hij, zouden onderzoekers zich meer moeten richten op het verlengen van "health span" — de hoeveelheid tijd die men in goede gezondheid doorbrengt.
Een van de doelen van het verouderingsproces “is echt het voorkomen van het ontstaan van kanker," zei Karlseder. "We zouden veroudering moeten verwelkomen als een kanker onderdrukkend mechanisme."
