>>>Работа! Продавайте контент на сайте Vinegret! Узнай как!<<< ||| >>>Хочешь иметь свою мобильную версию сайта в Play Market? Узнай как!<<<
Теломеры: что это такое и как они влияют на старение?

Теломеры: что это такое и как они влияют на старение?

3 мин


Теломеры — это «колпачки», которые защищают концы нитей ДНК от разрушения клеткой. Они состоят из областей повторяющихся последовательностей ДНК в сочетании со специфическими белками на концах хромосом — плотно закрученных структур ДНК и белков внутри клеток. Теломеры играют роль в том, как быстро стареют клетки, хотя как именно не совсем ясно.

Организмы без бактериальных хромосом, включая людей, других животных, растения и даже одноклеточных протистов, имеют теломеры. Теломеры действуют как барьеры, препятствующие деградации и повреждению ДНК.

Теломеры: что это такое и как они влияют на старение?Изображение: Getty Images

Если бы в наших клетках не было теломер, клеточный механизм «отгрыз бы концы хромосом и превратил бы их в необходимые гены», — рассказал Ян Карлседер (Jan Karlseder), профессор Института биологических исследований Солка в Калифорнии и директор Центра исследований биологии старения имени Гленна в Калифорнийском университете Институт Солка. Клетка также может присоединить конец одной хромосомы к концу другой, что, по его словам, будет «катастрофическим событием» для клетки.

«Поскольку наши хромосомы представляют собой линейные фрагменты ДНК, развилась структура, называемая теломерами, которая защищает естественные концы хромосом от распознавания как повреждения ДНК», — сказал Карлседер в интервью Live Science.

Каждый раз, когда клетка делится, часть повторяющейся последовательности в теломере теряется. Когда теломеры становятся слишком короткими для эффективного функционирования, клетка либо умирает, либо перестаёт делиться. Так как большинство клеток не могут регенерировать свои теломеры, с возрастом они становятся короче. Скорость, с которой укорачиваются теломеры, также связана со скоростью старения.

Какова функция теломер?

У человека и всех позвоночных теломеры повторяют нуклеотидные последовательности TTAGGG — две молекулы тимина, одну молекулу аденина и три молекулы гуанина. Нуклеотиды — это молекулы, составляющие последовательность ДНК. У человека эта последовательность может повторяться примерно до 3 тыс. раз, но количество повторов у разных видов разное. На конце теломеры есть своего рода «узел», называемый Т-петлёй, который поддерживается особой белковой структурой, называемой шелтериновым комплексом. Т-петля и шелтерин мешают клетке разрушать ДНК на конце хромосомы, в то время как повторяющиеся последовательности обеспечивают слои генетического кода, которые клетка может разрушить, не вмешиваясь в ДНК, необходимую ей для функционирования.

В большинстве клеток теломеры со временем становятся короче, поскольку клетка разрушает большую часть своего генетического кода. Однако некоторые клетки, такие как стволовые клетки, которые генерируют многие типы специализированных клеток организма, и клетки зародышевой линии, которые формируют яйцеклетки и сперматозоиды, могут использовать фермент, называемый теломеразой, для регенерации своих теломер. Некоторые исследования показывают, что могут существовать способы незначительного увеличения длины теломер в других типах клеток.

Теломеры и старение

Большинство клеток не могут регенерировать свои теломеры, в результате чего они становятся короче в течение жизни как клетки, так и организма.

«Укорочение теломер действительно увеличивает продолжительность жизни наших клеток, ограничивая число удвоений популяции или пролиферации клеток, которым они могут подвергнуться», — сказал Карлседер.

После трудов биолога Элизабет Блэкберн (Elizabeth Blackburn), получившей Нобелевскую премию «за открытие механизмов защиты хромосом теломерами и фермента теломеразы», многие исследования подтвердили наличие связи между биологическим возрастом, длиной теломер, общим состоянием здоровья и смертностью.

Исследование 2003 года, опубликованное в журнале The Lancet, показало, что в выборке внешне здоровых людей старше 60 лет, за которыми исследователи наблюдали в течение долгого времени, люди с более короткими теломерами имели более высокие показатели смертности как от болезней сердца, так и от инфекционных заболеваний. В 2013 году первое исследование такого рода показало, что изменения образа жизни в виде физических упражнений, диеты, управления стрессом и социальной поддержки были связаны с увеличением длины теломер у небольшой группы мужчин с низким риском рака простаты. Обзор 2022 года показал, что регулярная физическая активность от умеренной до интенсивной, по-видимому, помогает сохранить длину теломер. Скорость укорочения теломер была связана с продолжительностью жизни у различных организмов. Исследование 2019 года, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, продемонстрировало, что, хотя общее измерение длины теломер организма не имеет никакой корреляции с продолжительностью жизни, чем быстрее теломеры организма уменьшались в длине, тем короче была их продолжительность жизни.

Теломеры: что это такое и как они влияют на старение?Изображение: Getty Images

«Точные причины старения до сих пор не выяснены, и неясно, почему некоторые виды живут менее 1 [дня], а другие могут жить более 400 [лет]», — говорится в исследовании.

Теломеры могли бы помочь пролить свет на эту давнюю тайну.

В исследовании 2021 года, опубликованном в журнале GeroScience, утверждается, что последствия длины теломер могут повлиять на то, на сколько лет выглядит человек. Исследователи изучили результаты опроса более 400 тыс. участников в UK Biobank, большой базе данных о здоровье людей, проживающих в Соединённом Королевстве. Они обнаружили, что люди, у которых были генетические предикторы большей длины теломер, с большей вероятностью говорили, что люди склонны думать, что они выглядят моложе своего возраста.

Читать ещё: Что такое «голубые зоны» и действительно ли они хранят секреты долголетия?

Теломеры и рак

Основная связь теломер со здоровьем связана с риском развития рака. Когда теломеры становятся очень короткими, ДНК, копируемая во время клеточного деления, с большей вероятностью будет повреждена, что может увеличить риск возникновения рака.

Другой способ, которым сбой в работе теломер может привести к раку, — это если фермент теломераза становится активным в клетках там, где его быть не должно.

«Практически каждая отдельная раковая клетка нашла механизмы для поддержания теломер и преодоления пути укорочения теломер, — говорит Карлседер. — И именно это делает раковые клетки бессмертными.»

Организм пытается предотвратить развитие рака, препятствуя делению клеток с чрезмерно короткими теломерами, что и называется старением.

Карлседер вместе с группой исследователей Института Солка завершили исследование, опубликованное в 2023 году в журнале Nature, в котором показано, как теломеры могут вызывать гибель клеток: они взаимодействуют с митохондриями клетки, её поставщиком энергии, чтобы вызвать смертельное воспаление во время криза, инициация запрограммированной гибели клеток в ответ на критически короткие теломеры. Этот процесс проливает свет на то, как теломеры помогают предотвратить превращение клеток в раковые.

И хотя некоторые исследования предполагают, что защита или даже регенерация теломер может увеличить продолжительность жизни, Карлседер отмечает, что риск возникновения рака делает это рискованным.

«Я бы очень предостерёг от подходов, которые просто удлиняют теломеры, — сказал он. — Мы знаем, что это приведёт к раку, и не обязательно к долгой жизни.»

По его словам, вместо того, чтобы пытаться увеличить продолжительность жизни и обратить вспять старение, исследователи должны больше сосредоточиться на увеличении «продолжительности здоровья» — количества времени, которое люди проводят в добром здравии.

Одной из целей процесса старения «на самом деле является предотвращение возникновения рака», — сказал Карлседер. «Мы должны приветствовать старение как механизм подавления рака».

Правописание уведомления вебмастера


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Включить уведомления Да Спасибо, не надо