Jump to content

Связь между теломерами и долголетием

Теломеры на конце хромосомы.

Связь между теломерами и долголетием , а также изменение длины теломер — одно из новых направлений исследований по увеличению продолжительности жизни человека и даже человеческого бессмертия . [ 1 ] [ 2 ] Теломеры — это последовательности на концах хромосом , которые укорачиваются при каждом делении клетки и определяют продолжительность жизни клеток . [ 3 ] Теломера была впервые обнаружена биологом Германом Йозефом Мюллером в начале 20 века. [ 4 ] Однако эксперименты Элизабет Блэкберн , Кэрол Грейдер и Джека Шостака в 1980-х годах привели к успешному открытию теломеразы (фермента, ответственного за поддержание длины теломер) и лучшему пониманию теломер. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

Теломеры играют важную роль в стабильности и контроле деления клеток. [ 8 ] Теломеры защищают хромосомы от разрушения [ 9 ] и сливаются с соседними хромосомами и действуют как буферная зона, предотвращая потерю важной генетической информации во время деления клеток. [ 2 ]

Прогнозируется, что знание методов увеличения длины теломер клеток ( стволовые клетки и квазистволовые клетки, управляющие регенерацией и восстановлением различных тканей организма) откроют путь к увеличению продолжительности жизни человека. [ 10 ] [ 11 ] Изучение теломер — одна из важнейших областей исследований, связанных со старением. Также очень важно исследовать механизмы поддержания теломеразы, очищения клеток ( старых клеток , которые накапливаются в тканях и иногда вызывают рак и воспаление) и производства новых клеток в долгоживущих организмах. [ 1 ] [ 12 ] Однако эта идея сталкивается с серьезными проблемами, такими как рост заболеваемости раком , проблемы с иммунной системой и нежелательные долгосрочные последствия. [ 1 ] [ 2 ] [ 13 ] [ 14 ]

Теломера и теломераза

[ редактировать ]

В начале 1970-х годов Алексей Оловников впервые осознал, что хромосомы не могут полностью дублировать свои концы при делении клеток . [ 15 ] Это известно как «проблема конца репликации». [ 16 ] Оловников предположил, что каждый раз, когда клетка делится, часть последовательности ДНК теряется, и если эта потеря достигнет определенного уровня, деление клетки в конце прекратится. [ 7 ] [ 9 ] [ 16 ] Согласно его теории «маргинотомии», на концах ДНК (теломеры) имеются последовательности, которые располагаются в тандемных повторах и создают буферную зону, определяющую количество делений, которым может подвергнуться конкретная клетка. [ 16 ] [ 15 ]

У многих организмов есть фермент рибонуклеопротеин , называемый теломеразой, который отвечает за добавление повторяющихся нуклеотидных последовательностей к концам ДНК. Теломераза копирует головку теломеры и не требует АТФ . [ 17 ] У большинства многоклеточных эукариотических организмов теломераза активна только в зародышевых клетках , некоторых типах стволовых клеток, таких как эмбриональные стволовые клетки , и некоторых лейкоцитах . [ 9 ] Теломераза может быть реактивирована и теломеры восстановлены до эмбрионального состояния путем соматической клетки . переноса ядра [ 18 ] Постоянное укорочение теломер при каждой репликации в соматических клетках (тела) может играть роль в старении. [ 19 ] и в профилактике рака. [ 20 ] [ 21 ] Это связано с тем, что теломеры действуют как своего рода «предохранитель замедленного действия» и в конечном итоге заканчиваются после определенного количества клеточных делений. Это действие приводит к потере жизненно важной генетической информации из хромосомы клетки после множественных делений. [ 22 ] Исследования теломеразы чрезвычайно важны для понимания ее роли в поддержании длины теломер и ее потенциальных последствий для старения и рака. [ 23 ]

Проблемы

[ редактировать ]

Хотя теломеры играют важную роль в клеточном старении , сложные биологические детали теломер все еще требуют дальнейшего изучения. [ 24 ] Сложные взаимодействия между теломерами, различными белками и клеточной средой должны быть полностью поняты, чтобы разработать точные и безопасные меры по ее изменению. [ 25 ] Понимание долгосрочных последствий удлинения теломер на организм является сложным и рискованным. Прогнозирование долгосрочных последствий, включая потенциальные непредвиденные побочные эффекты или взаимодействие с другими клеточными процессами, требует тщательного и долгосрочного исследования. [ 26 ]

Нарушения процессов деления клеток и мутации ДНК являются одними из важнейших причин рака. [ 27 ] Раковые клетки развивают механизмы увеличения продолжительности своей жизни. [ 28 ]

Повышенный риск рака

[ редактировать ]

Расширение теломер может позволить клеткам больше делиться и увеличить риск неконтролируемого роста клеток и развития рака. [ 24 ] Исследование, проведенное Университетом Джонса Хопкинса, поставило под сомнение идею о том, что длинные теломеры предотвращают старение. Вместо того, чтобы защищать клетки от старения, длинные теломеры помогают клеткам с возрастными мутациями существовать дольше. [ 13 ] Эта проблема готовит условия для возникновения различных видов рака, и у людей с более длинными теломерами клеток наблюдается больше признаков страдания от таких видов рака, как меланома и лимфома . [ 13 ]

Баланс длины теломер

[ редактировать ]

Важно найти правильный баланс, чтобы избежать непредвиденных последствий. [ 12 ]

Старые клетки и дисфункция теломер

[ редактировать ]

Дисфункция теломер во время клеточного старения (состояние, при котором клетки не делятся, но метаболически активны) влияет на здоровье организма. [ 2 ] Предотвращение укорочения теломер без очистки старых клеток может привести к накоплению этих клеток в организме и способствовать возрастным заболеваниям и дисфункции тканей. [ 29 ]

Межтканевые различия

[ редактировать ]

Различные ткани человеческого организма могут по-разному реагировать на изменения теломер. Длина теломер различна в разных тканях и типах клеток организма. [ 10 ] Разработка общей стратегии удлинения теломер, эффективной для всех тканей, является сложной задачей; Кроме того, понимание того, как различные типы клеток, органов и систем реагируют на манипуляции с теломерами, очень важно для разработки безопасных и эффективных мер. [ 10 ]

Влияние на иммунную систему

[ редактировать ]

Иммунная система играет важную роль в мониторинге и уничтожении аномальных или раковых клеток. [ 10 ] Расширение теломер может повлиять на способность иммунной системы распознавать и уничтожать клетки с длинными теломерами, потенциально ставя под угрозу иммунный надзор. Очень важно обеспечить способность иммунной системы эффективно выявлять патогены и аномальные клетки и бороться с ними. [ 10 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с Адван Шехидем, Худа; Шарвит, Литал; Леман, Ева; Манов, Ирена; Ройхман, Асаэль; Хольце, Сюзанна; М. Хаффман, Дерек; Ю. Коэн, Хаим; Бернд Хильдебрандт, Томас (01 июля 2019 г.). «Теломеры и долголетие: причина или следствие?» . Международный журнал молекулярных наук . 20 (13): 3233. doi : 10.3390/ijms20133233 . ISSN   1422-0067 . ПМК   6651551 . ПМИД   31266154 .
  2. ^ Jump up to: а б с д «Действительно ли теломеры являются ключом к долгой и молодой жизни?» . www.medicalnewstoday.com . 21 мая 2023 г. Проверено 7 января 2024 г.
  3. ^ «Длина теломер, маркер долголетия, может быть определена в раннем возрасте» . Школа общественного здравоохранения Мейлмана Колумбийского университета . 24 мая 2021 г. Проверено 7 января 2024 г.
  4. ^ Мюллер, HJ (1938). Перестройка хромосом . Вудс Хоул. стр. 181–198.
  5. ^ Варела, Э.; Бласко, Массачусетс (март 2010 г.). «Нобелевская премия по физиологии и медицине 2009 года: теломеры и теломераза» . Онкоген . 29 (11): 1561–1565. дои : 10.1038/onc.2010.15 . ISSN   1476-5594 . ПМИД   20237481 . S2CID   11726588 .
  6. ^ Оловников, А.М. (1971). «[Принцип маргинотомии в матричном синтезе полинуклеотидов]» . Доклады Академии наук СССР . 201 (6): 1496–1499. ISSN   0002-3264 . ПМИД   5158754 .
  7. ^ Jump up to: а б Оловников, А.М. (14 сентября 1973). «Теория маргинотомии: неполное копирование края матрицы при ферментативном синтезе полинуклеотидов и биологическое значение этого явления» . Журнал теоретической биологии . 41 (1): 181–190. Бибкод : 1973JThBi..41..181O . дои : 10.1016/0022-5193(73)90198-7 . ISSN   0022-5193 . ПМИД   4754905 .
  8. ^ Оловников, А.М. (1996). «Теломеры, теломераза и старение: происхождение теории» . Экспериментальная геронтология . 31 (4): 443–448. дои : 10.1016/0531-5565(96)00005-8 . ISSN   0531-5565 . ПМИД   9415101 . S2CID   26381790 .
  9. ^ Jump up to: а б с Блэкберн Э.Х., Галл Дж.Г. (март 1978 г.). «Тандемно повторяющаяся последовательность на концах внехромосомных генов рибосомальной РНК у тетрахимен». Журнал молекулярной биологии . 120 (1): 33–53. дои : 10.1016/0022-2836(78)90294-2 . ПМИД   642006 .
  10. ^ Jump up to: а б с д и Ле Бра, Александра (сентябрь 2019 г.). «Теломеры и продолжительность жизни» . Лабораторное животное . 48 (9): 263. doi : 10.1038/s41684-019-0388-5 . ISSN   1548-4475 .
  11. ^ Боднар А.Г., Уэллетт М., Фролкис М., Холт С.Е., Чиу С.П., Морин ГБ и др. (январь 1998 г.). «Продление продолжительности жизни путем введения теломеразы в нормальные клетки человека». Наука . 279 (5349): 349–52. Бибкод : 1998Sci...279..349B . дои : 10.1126/science.279.5349.349 . ПМИД   9454332 . S2CID   35667874 .
  12. ^ Jump up to: а б Вайзерман, Александр; Красниенков, Дмитрий (2021). «Длина теломер как маркер биологического возраста: современное состояние, открытые проблемы и перспективы на будущее» . Границы генетики . 11 . дои : 10.3389/fgene.2020.630186 . ISSN   1664-8021 . ПМК   7859450 . ПМИД   33552142 .
  13. ^ Jump up to: а б с «Длинные теломеры — это кончики ДНК, а не источник молодости, как считали раньше. Теперь ученые могут знать, почему» . www.hopkinsmedicine.org . Проверено 7 января 2024 г.
  14. ^ Шаммас, Масуд А. (январь 2011 г.). «Теломеры, образ жизни, рак и старение» . Текущее мнение о клиническом питании и метаболической помощи . 14 (1): 28–34. дои : 10.1097/MCO.0b013e32834121b1 . ISSN   1363-1950 . ПМК   3370421 . ПМИД   21102320 .
  15. ^ Jump up to: а б Мейн Дж., Рэтлифф Р.Л., Мойзис Р.К. (сентябрь 1989 г.). «Консервация последовательности теломер человека (TTAGGG)n среди позвоночных» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 86 (18): 7049–53. Бибкод : 1989PNAS...86.7049M . дои : 10.1073/pnas.86.18.7049 . ПМК   297991 . ПМИД   2780561 .
  16. ^ Jump up to: а б с Оловников А.М. (сентябрь 1973 г.). «Теория маргинотомии. Неполное копирование матричного края при ферментативном синтезе полинуклеотидов и биологическое значение этого явления». Журнал теоретической биологии . 41 (1): 181–90. Бибкод : 1973JThBi..41..181O . дои : 10.1016/0022-5193(73)90198-7 . ПМИД   4754905 .
  17. ^ Мендер I, Шей Дж. В. (ноябрь 2015 г.). «Протокол повторной амплификации теломеразы (TRAP)» . Био-протокол . 5 (22): е1657. дои : 10.21769/bioprotoc.1657 . ПМЦ   4863463 . ПМИД   27182535 .
  18. ^ Ланца Р.П., Сибелли Дж.Б., Блэквелл С., Кристофало В.Дж., Фрэнсис М.К., Баерлохер Г.М. и др. (апрель 2000 г.). «Продление продолжительности жизни клеток и длины теломер у животных, клонированных из стареющих соматических клеток». Наука . 288 (5466): 665–9. Бибкод : 2000Sci...288..665L . дои : 10.1126/science.288.5466.665 . ПМИД   10784448 . S2CID   37387314 .
  19. ^ Уиттемор, Курт; Вера, Эльза; Мартинес-Невадо, Ева; Санпера, Карола; Бласко, Мария А. (2019). «Скорость сокращения теломер предсказывает продолжительность жизни вида» . Труды Национальной академии наук . 116 (30): 15122–15127. Бибкод : 2019PNAS..11615122W . дои : 10.1073/pnas.1902452116 . ISSN   0027-8424 . ПМК   6660761 . PMID   31285335 .
  20. ^ Шей Дж.В., Райт МЫ (май 2005 г.). «Старение и иммортализация: роль теломер и теломеразы» . Канцерогенез . 26 (5): 867–74. дои : 10.1093/carcin/bgh296 . ПМИД   15471900 .
  21. ^ Вай Л.К. (июль 2004 г.). «Теломеры, теломераза и онкогенез – обзор» . МедГенМед . 6 (3):19. ПМЦ   1435592 . ПМИД   15520642 .
  22. ^ Грейдер CW (август 1990 г.). «Теломеры, теломераза и старение» . Биоэссе . 12 (8): 363–9. дои : 10.1002/bies.950120803 . ПМИД   2241933 . S2CID   11920124 .
  23. ^ Барнс, Р.П., де Роза, М., Тосар, С.А. и др., Теломерный 8-оксо-гуанин вызывает быстрое преждевременное старение при отсутствии укорочения теломер , Nature, 30 июня 2022 г.; Nat Struct Mol Biol 29, 639–652 (2022). https://doi.org/10.1038/s41594-022-00790-y
  24. ^ Jump up to: а б Осман, МФ; Маук, РА (13 ноября 2007 г.). «Теломеры и долголетие: проверка эволюционной гипотезы» . Молекулярная биология и эволюция . 25 (1): 220–228. дои : 10.1093/molbev/msm244 . ISSN   0737-4038 . ПМИД   18071200 .
  25. ^ Уиттемор, Курт; Вера, Эльза; Мартинес-Невадо, Ева; Санпера, Карола; Бласко, Мария А. (23 июля 2019 г.). «Скорость сокращения теломер предсказывает продолжительность жизни вида» . Труды Национальной академии наук . 116 (30): 15122–15127. Бибкод : 2019PNAS..11615122W . дои : 10.1073/pnas.1902452116 . ISSN   0027-8424 . ПМК   6660761 . PMID   31285335 .
  26. ^ Видачек, Николина Скробот; Нанич, Люсия; Равлич, Санда; Сопта, Мэри; Герич, Марко; Гайски, Горан; Гарай-Врховац, Вера; Рубель, Ивица (16 мая 2017 г.). «Теломеры, питание и долголетие: можем ли мы действительно справиться со старением?» . Журналы геронтологии: серия А. 73 (1): 39–47. дои : 10.1093/gerona/glx082 . ISSN   1079-5006 . ПМИД   28510637 .
  27. ^ "Рак" . Всемирная организация здравоохранения . 12 сентября 2018 года . Проверено 19 декабря 2018 г.
  28. ^ Миллер, Мэри Э (2018). Рак . Импульс Пресс. стр. 90 страниц. ISBN  978-1-944749-86-6 .
  29. ^ «Являются ли теломеры ключом к старению и раку» . Learn.genetics.utah.edu . Проверено 08 января 2024 г.
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 4dd84b97c4ea90485bec3234c0e0bfff__1722466860
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/4d/ff/4dd84b97c4ea90485bec3234c0e0bfff.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Relationship between telomeres and longevity - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)