Старение. Теломеры

Теломеры: их роль в старении организма

Старение – естественный процесс угасания жизненных функций организма, который приводит к летальному исходу. Разгадать секрет долголетия и бессмертия пытались ученые в разных странах мира. Современные исследования показали, что за старение организма отвечают теломеры. Их длина свидетельствует о биологическом возрасте клетки, ее способности к делению и определяет жизненный потенциал.


Теломеры – это концевые части хромосомы в цепочке ДНК. Они состоят из определенной последовательности нуклеотидов (TTAGGG), при этом не кодируют структуру белков. До последнего времени считали, что теломеры «бесполезный» генетический материал.

Функции теломеров:

• обеспечение стабильности генома;
• сохранение структурной целостности концевых отделов хромосом;
• протективное действие в процессе деления клетки, включая репликацию и деградацию.

В конце 20 века ученые выяснили, что теломеры выполняют еще одну важную функцию – защищают клетки организма от процессов мутации, старения и гибели. Эти удивительные свойства связаны с работой фермента теломеразы, которая поддерживает фенотип клетки в «молодом» жизнеспособном состоянии в течение длительного времени.


Теломераза – это фермент, который участвует в делении теломеров и способствует достраиванию недостающих нуклеотидных последовательностей в концевых участках хромосом. Другими словами, фермент «пришивает» недостающий генетический материал. Это необходимое условие для долголетия каждой клетки.

Функции теломеразы:

• формирует матрицу для удлинения критически короткого концевого участка хромосомы;
• предупреждает укорочение концевых участков хромосом;
• способствует поддержанию молодого фенотипа клетки независимо от количества делений;
• предотвращает процессы старения.

В процессе деления соматических клеток, из которых состоит тело человека, теломеры постепенно укорачиваются. По длине концевых участков хромосом можно определить биологический возраст клетки и примерное время ее гибели. Если теломер становится критически коротким, то не может выполнять свои защитные функции для хромосомы, что приводит к мутациям и гибели. В соматических клетках фермент теломераза остается в неактивном состоянии.

В теле человека есть клетки, которые можно назвать «бессмертными». Это яйцеклетки, сперматозоиды и атипичные (раковые) клетки. В их концевых участках хромосом работает фермент теломераза. При каждом делении клетки она достраивает недостающие нуклеотиды, что позволяет сохранять длину теломера при каждом процессе репликации. Можно предположить, что если бы теломераза работала и в соматических клетках, то это привело к увеличению продолжительности жизни и даже к бессмертию.


В процессе проведения многочисленных опытов был выделен ген теломеразы, который по праву стали называть геном бессмертия. Короткие теломеры в хромосомах являются маркером старения организма. Изменение генетического материала приводит к возникновению заболеваний, в том числе несовместимых с жизнью. Длинные теломеры свидетельствуют о нормальной жизнедеятельности клеток по «молодому» фенотипу. Встраивание гена теломеразы в соматические клетки гипотетически позволит поддерживать длину теломера хромосомы в течение всей жизни. Это и есть секрет бессмертия.

Существенной проблемой в процессе исследований стало обнаружение активного фермента в раковых клетках. Атипичные ткани способны к быстрому росту благодаря теломеразе. Это приводит к нарушению структуры нормальных тканей и их гибели. В генетической природе каждого живого существа заложена возможность бессмертия, но опухолевые заболевания снижают ее практически к нулю.

Тем не менее, современные исследования нашли путь увеличения жизни человека в 1,5-2 раза благодаря опытам с генетическим материалом. В настоящее время ведутся изыскания методов предупреждения и эффективного лечения злокачественных новообразований. Решение этих вопросов помогут достичь долголетия без тяжелых заболеваний и дряхления организма. Это значительно повысит качество жизни людей.