Saturs
Visām šūnām ir ieprogrammēts dzīves ilgums, pēc kura tās tiek sintezētas, pavairotas un galu galā tiek apoptozes (šūnu nāve), kad tās vairs nedarbojas.Tas bieži palīdz domāt par šūnu replikāciju kā par vecmodīgu fotokopēšanas mašīnu: jo vairāk šūna sevi kopē, jo attēls kļūst neskaidrs un nepareizi izlīdzināts. Laika gaitā šūnas (DNS) ģenētiskais materiāls sāk lūzt, un pati šūna kļūst par bālu oriģināla kopiju. Kad tas notiek, ieprogrammēta šūnu nāve ļauj jaunai šūnai pārņemt un uzturēt sistēmas darbībā.
Šūnas dalīšanās reižu skaitu ierobežo parādība, kas pazīstama kā Heiflika robeža. Tas apraksta darbību, ar kuru sadalīšanās process (pazīstams kā mitoze) pakāpeniski degradē ģenētisko materiālu, īpaši DNS daļu, ko sauc par telomēru.
Heiflika ierobežojums nosaka, ka vidējā šūna pirms apoptozes sadalīsies 50 līdz 70 reizes.
Izpratne par telomeriem
Hromosomas ir pavedieniem līdzīgas struktūras, kas atrodas šūnas kodola iekšpusē. Katra hromosoma ir izgatavota no olbaltumvielām un vienas DNS molekulas.
Katrā hromosomas galā ir telomēra, kuru cilvēki bieži salīdzina ar plastmasas galiem kurpju auklas galos. Telomēri ir svarīgi, jo tie novērš hromosomu atšķetināšanu, pielipšanu viens otram vai saplūšanu gredzenā.
Katru reizi, kad šūna dalās, divējāda DNS atdalās, lai kopētu ģenētisko informāciju. Kad tas notiek, DNS kodēšana tiek dublēta, bet ne telomērs. Kad kopija ir pabeigta un sākas mitoze, vieta, kur šūna tiek sadalīta, atrodas pie telomēra.
Ar katru šūnu paaudzi telomērs kļūst arvien īsāks, līdz vairs nespēj uzturēt hromosomas integritāti. Tieši tad notiek apoptoze.
Telomēru saistība ar novecošanu un vēzi
Zinātnieki var izmantot telomēra garumu, lai noteiktu šūnas vecumu un to, cik daudz atkārtojumu tā ir atstājusi. Palēninoties šūnu dalīšanās procesam, tā pakāpeniski pasliktinās, kas pazīstama kā novecošanās, ko mēs parasti saucam par novecošanos. Šūnu novecošana izskaidro, kāpēc mūsu orgāni un audi sāk mainīties, kad mēs kļūstam vecāki. Galu galā visas mūsu šūnas ir "mirstīgas" un pakļautas novecošanai.
Viss, tas ir, bet viens. Vēža šūnas ir viens šūnu tips, ko patiesi var uzskatīt par "nemirstīgu". Atšķirībā no parastajām šūnām vēža šūnas nepārdzīvo ieprogrammētu šūnu nāvi, bet tās var turpināt vairoties bez gala.
Tas pats par sevi izjauc šūnu replikācijas līdzsvaru organismā. Ja viena veida šūnām ir atļauts nekontrolēti atkārtoties, tas var aizstāt visus pārējos un iedragāt galvenās bioloģiskās funkcijas. Tas notiek ar vēzi un kāpēc šīs "nemirstīgās" šūnas var izraisīt slimības un nāvi.
Tiek uzskatīts, ka vēzis rodas tāpēc, ka ģenētiska mutācija var izraisīt fermenta, kas pazīstams kā telomerāze, ražošanu, kas novērš telomēru saīsināšanu.
Lai gan katrai ķermeņa šūnai ir ģenētiskais kodējums, lai ražotu telomerāzi, tā ir nepieciešama tikai dažām šūnām. Piemēram, spermas šūnām ir jāizslēdz telomēru saīsināšana, lai no tām izveidotu vairāk nekā 50 kopijas; pretējā gadījumā grūtniecība nekad nevarētu notikt.
Ja ģenētiska kļūda nejauši ieslēdz telomerāzes ražošanu, tas var izraisīt patoloģisku šūnu pavairošanu un audzēju veidošanos. Tiek uzskatīts, ka, turpinoties dzīves ilguma pieaugumam, tā iespējamība ne tikai palielināsies, bet galu galā kļūs neizbēgama.