Teloméry sú "čiapočky", ktoré chránia konce vlákien DNA pred zničením v bunke. Tvoria ich oblasti opakujúcich sa sekvencií DNA v kombinácii so špecifickými proteínmi na koncoch chromozómov — pevne zvinutých štruktúr DNA a proteínov vo vnútri buniek. Teloméry zohrávajú úlohu v tom, ako rýchlo bunky starnú, hoci nie je úplne jasné, ako presne.
Organizmy bez kruhových chromozómov — vrátane ľudí, iných živočíchov, rastlín a dokonca jednobunkových protistov — majú teloméry. Teloméry fungujú ako bariéry, ktoré zabraňujú degradácii a poškodeniu DNA.
Ak by naše bunky nemali teloméry, bunkové mechanizmy by "odhryzli konce chromozómov a základné gény", povedal Jan Karlseder (otvorí sa v novej záložke) , profesor na Salkovom inštitúte pre biologické štúdie v Kalifornii a riaditeľ Glennovho centra pre výskum biológie starnutia na Salkovom inštitúte. Bunka by tiež mohla pripojiť koniec jedného chromozómu ku koncu druhého, čo by podľa neho bola pre bunku "katastrofálna udalosť".
"Keďže naše chromozómy sú lineárne úseky DNA, vyvinula sa štruktúra nazývaná teloméra, ktorá chráni prirodzené konce chromozómov pred rozpoznaním poškodenia DNA," povedal Karlseder pre Live Science.
Pri každom delení bunky sa časť opakujúcej sa sekvencie v telomére stratí. Keď sú teloméry príliš krátke na to, aby mohli efektívne fungovať, bunka buď zomrie, alebo sa prestane deliť. Keďže väčšina buniek nedokáže obnoviť svoje teloméry, s vekom sa skracujú. Rýchlosť skracovania telomér súvisí aj s rýchlosťou starnutia.
Aká je funkcia telomér?
U ľudí a všetkých stavovcov sa v telomérach opakujú nukleotidové sekvencie TTAGGGG — dve molekuly tymínu, jeden adenín a tri guaníny. Nukleotidy sú molekuly, ktoré tvoria sekvenciu DNA. U ľudí sa táto sekvencia môže opakovať až približne 3 000-krát, ale počet opakovaní sa u rôznych druhov líši. Na konci teloméry sa nachádza akýsi "uzol" nazývaný T-smyčka, ktorý je udržiavaný špecifickou bielkovinovou štruktúrou nazývanou komplex shelterínu. Slučka T a shelterín sťažujú bunke zničenie DNA na konci chromozómu, zatiaľ čo opakujúce sa sekvencie poskytujú vrstvy genetického kódu, ktoré môže bunka zničiť bez toho, aby zasiahla do DNA, ktorú potrebuje na svoje fungovanie.
Vo väčšine buniek sa teloméry časom skracujú, pretože bunka ničí viac svojho genetického kódu. Niektoré bunky, ako napríklad kmeňové bunky, ktoré vytvárajú mnohé typy špecializovaných buniek, a zárodočné bunky, z ktorých sa tvoria vajíčka a spermie, však môžu používať enzým telomerázu na regeneráciu svojich telomér. Niektoré výskumy naznačujú, že by mohli existovať spôsoby, ako mierne zvýšiť dĺžku telomér v iných typoch buniek.
Teloméry a starnutie<
Väčšina buniek nedokáže regenerovať svoje teloméry, čo spôsobuje ich skracovanie počas života bunky aj organizmu. "Skracovanie telomér skutočne určuje životnosť našich buniek tým, že obmedzuje počet zdvojení populácie alebo proliferáciu, ktorú môžu bunky podstúpiť," povedal Karlseder.
Od práce biologičky Elizabeth Blackburnovej, ktorá získala Nobelovu cenu (otvorí sa v novej záložke) a odhalila podstatu telomér a existenciu enzýmu telomerázy, mnohé štúdie potvrdili súvislosť medzi biologickým vekom, dĺžkou telomér, celkovým zdravím a úmrtnosťou.
Štúdia z roku 2003 v časopise The Lancet (otvorí sa v novej záložke) zistila, že na vzorke zdanlivo zdravých ľudí starších ako 60 rokov, ktorých výskumníci dlhodobo sledovali, mali ľudia s kratšími telomérmi vyššiu mieru úmrtnosti na srdcové aj infekčné ochorenia. V roku 2013 sa v prvej štúdii tohto druhu (otvorí sa v novej záložke) zistilo, že zmeny životného štýlu v oblasti cvičenia, stravovania, zvládania stresu a sociálnej podpory súviseli s predĺžením telomér v malej skupine mužov s nízkym rizikom rakoviny prostaty. V prehľade z roku 2022 (otvorí sa v novej záložke) sa zistilo, že pravidelná stredne intenzívna až intenzívna fyzická aktivita zrejme pomáha zachovať dĺžku telomér. Miera skracovania telomér súvisí s dĺžkou života u rôznych organizmov. V štúdii z roku 2019 v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences (otvorí sa v novej záložke) sa zistilo, že hoci všeobecné meranie dĺžky telomér organizmu nemalo žiadnu súvislosť s dĺžkou života, čím rýchlejšie sa teloméry organizmu skracovali, tým kratšia bola ich dĺžka života.
"Presné príčiny starnutia stále nie sú známe a nie je jasné, prečo niektoré druhy žijú menej ako 1 deň, zatiaľ čo iné môžu žiť viac ako 400 rokov," uvádza sa v úvode štúdie. Teloméry by mohli pomôcť objasniť túto dlhoročnú záhadu.
Štúdia z roku 2021 v časopise GeroScience (otvorí sa v novej záložke) predpokladá, že dôsledky dĺžky telomér môžu ovplyvniť to, ako človek vyzerá. Výskumníci skúmali výsledky prieskumu od viac ako 400 000 účastníkov UK Biobank, veľkej databázy zdravotných informácií od ľudí žijúcich v Spojenom kráľovstve. Zistili, že ľudia, ktorí mali genetické prediktory dlhšej dĺžky telomér, častejšie tvrdili, že ľudia majú tendenciu myslieť si, že vyzerajú mladšie, než je ich vek.
Súvisiace: Čo sú to „modré zóny“ a skutočne ukrývajú tajomstvá dlhšieho života?
Teloméry a rakovina<
Hlavným spôsobom, ako teloméry súvisia so zdravím, je riziko vzniku rakoviny. Keď sú teloméry veľmi krátke, DNA kopírovaná počas delenia buniek sa s väčšou pravdepodobnosťou poškodí, čo môže zvýšiť riziko rakoviny.
Ďalším spôsobom, ako môže porucha telomér viesť k rakovine, je, ak sa enzým telomeráza stane aktívnym v bunkách, kde by nemal byť.
"Takmer každá rakovinová bunka si našla mechanizmy na udržanie telomér a prekonanie cesty skracovania telomér," povedal Karlseder. "A to je to, čo udržuje rakovinové bunky nesmrteľné."
Telo sa snaží zabrániť vzniku rakoviny tým, že bráni deleniu buniek s príliš krátkymi telomermi, čo sa nazýva senescencia.
Karlseder spolu s tímom výskumníkov zo Salkovho inštitútu dokončil štúdiu, ktorá bola uverejnená v roku 2023 v časopise Nature (otvorí sa v novej záložke) , v ktorej ukázal, ako môžu teloméry spúšťať bunkovú smrť: Počas krízy, iniciácie programovanej bunkovej smrti v reakcii na kriticky krátke teloméry, sa dorozumievajú s mitochondriami bunky, ktoré sú jej dodávateľom energie, a spôsobujú smrteľný zápal. Tento proces vrhá svetlo na to, ako teloméry pomáhajú zabrániť vzniku rakovinových buniek.
Hoci niektoré výskumy (otvorí sa v novej záložke) naznačujú, že ochrana alebo dokonca regenerácia telomér by mohla predĺžiť dĺžku života, Karlseder povedal, že riziko vzniku rakoviny to robí riskantným.
“Veľmi by som varoval pred prístupmi, ktoré jednoducho predlžujú teloméry, ” povedal. “Vieme, že to povedie k rakovine, a nie nevyhnutne k dlhému životu.”
Podľa neho by sa výskumníci namiesto snahy o predĺženie dĺžky života a zvrátenie starnutia mali viac zamerať na predĺženie "zdravotnej dĺžky" — času, ktorý strávia v dobrom zdraví.
Jedným z cieľov procesu starnutia je skutočne zabrániť vzniku rakoviny," povedal Karlseder. "Starnutie by sme mali privítať ako mechanizmus potláčajúci rakovinu."
