Telomer, Penuaan, dan Kanser

Semua sel mempunyai jangka hayat yang diprogramkan di mana ia disintesis, membiak, dan akhirnya mengalami apoptosis (kematian sel) apabila ia tidak lagi berfungsi.

Selalunya membantu untuk memikirkan replikasi selular sebagai mesin fotostat kuno: semakin banyak sel menyalin dirinya sendiri, semakin kabur dan tidak sejajar imej itu. Lama kelamaan, bahan genetik sel (DNA) mula pecah dan sel itu sendiri menjadi salinan pucat dari asal. Apabila ini berlaku, kematian sel yang diprogramkan membolehkan sel baharu mengambil alih dan memastikan sistem berjalan.

Bilangan kali sel boleh membahagi dibatasi oleh fenomena yang dikenali sebagai had Hayflick. Ini menerangkan tindakan yang mana proses pembahagian (dikenali sebagai mitosis) secara progresif merendahkan bahan genetik, khususnya bahagian DNA yang dipanggil telomer.

Had Hayflick menentukan bahawa purata sel akan membahagi antara 50 hingga 70 kali sebelum apoptosis.

Memahami Telomer

Kromosom ialah struktur seperti benang yang terletak di dalam nukleus sel. Setiap kromosom diperbuat daripada protein dan satu molekul DNA.

Pada setiap hujung kromosom terdapat telomer yang selalunya akan dibandingkan dengan hujung plastik di hujung tali kasut. Telomer adalah penting kerana ia menghalang kromosom daripada terurai, melekat antara satu sama lain, atau bercantum menjadi cincin.

Setiap kali sel membahagi, DNA untai dua berpisah bagi membolehkan maklumat genetik disalin. Apabila ini berlaku, pengekodan DNA diduplikasi tetapi bukan telomer. Apabila salinan selesai dan mitosis bermula, tempat di mana sel dipecahkan ialah di telomer.

Oleh itu, dengan setiap generasi sel, telomere menjadi lebih pendek dan lebih pendek sehingga ia tidak lagi dapat mengekalkan integriti kromosom. Pada masa itulah apoptosis berlaku.

Hubungan Telomeres dengan Penuaan dan Kanser

Para saintis boleh menggunakan panjang telomer untuk menentukan umur sel dan berapa banyak lagi replikasi yang tinggal. Apabila pembahagian selular semakin perlahan, ia mengalami kemerosotan progresif yang dikenali sebagai penuaan, yang biasa kita sebut sebagai penuaan. Penuaan selular menerangkan sebab organ dan tisu kita mula berubah apabila kita semakin tua. Pada akhirnya, semua sel kita adalah “fana” dan tertakluk kepada penuaan.

Semua, itu, tetapi satu. Sel kanser adalah satu jenis sel yang benar-benar boleh dianggap “abadi.” Tidak seperti sel normal, sel kanser tidak mengalami kematian sel yang diprogramkan tetapi boleh terus membiak tanpa penghujung.

Ini, dengan sendirinya, mengganggu keseimbangan replikasi selular dalam badan. Jika satu jenis sel dibenarkan untuk mereplikasi tanpa disekat, ia boleh menggantikan semua yang lain dan menjejaskan fungsi biologi utama. Inilah yang berlaku dengan kanser dan mengapa sel-sel “abadi” ini boleh menyebabkan penyakit dan kematian.

Adalah dipercayai bahawa kanser berlaku kerana mutasi genetik boleh mencetuskan pengeluaran enzim, dikenali sebagai telomerase, yang menghalang telomer daripada memendek.

Walaupun setiap sel dalam badan mempunyai pengekodan genetik untuk menghasilkan telomerase, hanya sel tertentu yang benar-benar memerlukannya. Sel sperma, sebagai contoh, perlu mematikan pemendekan telomere untuk membuat lebih daripada 50 salinan sendiri; jika tidak, kehamilan tidak boleh berlaku.

Jika kemalangan genetik secara tidak sengaja menghidupkan pengeluaran telomerase, ia boleh menyebabkan sel abnormal membiak dan membentuk tumor. Adalah dipercayai bahawa apabila kadar jangka hayat terus meningkat, peluang untuk berlakunya bukan sahaja akan menjadi lebih besar tetapi akhirnya menjadi tidak dapat dielakkan.