Alle Zellen haben eine programmierte Lebensdauer, in der sie synthetisiert werden, sich vermehren und schließlich eine Apoptose (Zelltod) erleiden, wenn sie nicht länger funktionsfähig
Es hilft oft, sich die Zellreplikation wie einen altmodischen Fotokopierer vorzustellen: Je mehr sich eine Zelle selbst kopiert, desto verschwommener und ungleichmäßiger wird das Bild. Mit der Zeit beginnt das genetische Material der Zelle ( DNA ) zu zerbrechen und die Zelle selbst wird zu einer blassen Kopie des Originals. Wenn dies geschieht, ermöglicht der programmierte Zelltod einer neuen Zelle, die Kontrolle zu übernehmen und die Systeme am Laufen zu halten.
Die Häufigkeit, mit der sich eine Zelle teilen kann, wird durch ein Phänomen begrenzt, das als Hayflick-Grenze bekannt ist.2 handelt es sich um den Vorgang, bei dem durch den Teilungsprozess (Mitose) das genetische Material, insbesondere der als Telomer bezeichnete Teil der DNA, nach und nach abgebaut wird.
Die Hayflick-Grenze besagt, dass sich eine durchschnittliche Zelle 40 bis 60 bzw. 50 bis 70 Mal teilt, bevor sie zur Apoptose
Inhaltsverzeichnis
Telomere verstehen
Chromosomen sind fadenförmige Strukturen im Zellkern. Jedes Chromosom besteht aus Proteinen und einem einzelnen DNA-Molekül.
An jedem Ende eines Chromosoms befindet sich ein Telomer, das man oft mit den Plastikenden an den Enden eines Schnürsenkels vergleicht. Telomere sind wichtig, weil sie verhindern, dass sich Chromosomen auflösen, aneinander kleben oder zu einem Ring verschmelzen.
Bei jeder Zellteilung wird die doppelsträngige DNA getrennt, damit die genetische Information kopiert werden kann. Dabei wird die DNA-Kodierung dupliziert, nicht jedoch das Telomer. Wenn die Kopie abgeschlossen ist und die Mitose beginnt, wird die Zelle am Telomer zerschnitten.
Somit werden die Telomere mit jeder Zellgeneration immer kürzer, bis sie die Integrität des Chromosoms nicht mehr aufrechterhalten können. Dann kommt es zur Apoptose.
Die Beziehung zwischen Telomeren, Alterung und Krebs
Anhand der Länge eines Telomers können Wissenschaftler das Alter einer Zelle und die Anzahl der verbleibenden Replikationen bestimmen. Wenn sich die Zellteilung verlangsamt, erfährt sie einen fortschreitenden Verfall, der als Seneszenz bezeichnet wird und den wir allgemein als Altern bezeichnen . Die zelluläre Seneszenz erklärt, warum sich unsere Organe und Gewebe mit zunehmendem Alter zu verändern beginnen. Letztendlich sind alle unsere Zellen „sterblich“ und unterliegen der Seneszenz .
Alle, das heißt, bis auf eine. Krebszellen sind der einzige Zelltyp, der wirklich als „unsterblich“ betrachtet werden kann. Im Gegensatz zu normalen Zellen unterliegen Krebszellen keinem programmierten Zelltod, sondern können sich endlos weiter vermehren.
Dies allein stört das Gleichgewicht der Zellreplikation im Körper. Wenn sich ein Zelltyp ungehindert reproduzieren kann, kann er alle anderen verdrängen und wichtige biologische Funktionen beeinträchtigen. Dies ist der Fall bei Krebs und der Grund, warum diese „unsterblichen“ Zellen Krankheiten und den Tod verursachen können.
, dass Krebs dadurch entsteht, dass eine genetische Mutation die Produktion eines Enzyms namens Telomerase auslösen kann, das die Verkürzung der Telomere verhindert.7
Obwohl jede Zelle im Körper den genetischen Code zur Produktion von Telomerase besitzt, benötigen nur bestimmte Zellen diese wirklich. Spermien zum Beispiel müssen die Verkürzung der Telomere abschalten, um mehr als 50 Kopien von sich selbst zu produzieren; sonst könnte es nie zu einer Schwangerschaft kommen.
Wird durch einen genetischen Fehler unbeabsichtigt die Produktion von Telomerase aktiviert, kann dies zur Vermehrung abnormaler Zellen und zur Bildung von Tumoren führen.9 geht davon aus, dass die Wahrscheinlichkeit hierfür mit der steigenden Lebenserwartung nicht nur steigt, sondern letztlich auch unvermeidbar wird.