Telomerii sunt porțiuni de ADN situate la capetele cromozomilor și au rolul de a proteja catena ADN-ului față de degradarea intracelulară. Ei sunt formați din secvențe repetate de ADN, combinate cu proteine specifice. Telomerii joacă un rol în procesul de îmbătrânire a celulei.
Organismele cărora le lipsesc cromozomii de formă circulară, inclusiv oamenii, alte animale, plantele și chiar protistele unicelulare, prezintă telomeri. Dacă celulele noastre nu ar avea telomeri, mașinăria celulară ar degrada genele situate la capetele cromozomilor. De asemenea, celula ar putea lega capătul unui cromozom de capătul altui cromozom, ceea ce ar constitui un dezastru pentru organism.
De fiecare dată când celula se divide, o parte din telomer se pierde. Iar atunci când telomerii devin prea scurți pentru a funcționa corect, celula moare sau nu se mai divide. Așadar, deoarece majoritatea celulelor nu își pot reface telomerii, aceștia se scurtează odată cu vârsta. Rata de scurtare a telomerilor a fost asociată cu rata de îmbătrânire.
Funcțiile telomerilor
La oameni și toate vertebratele, telomerii sunt alcătuiți prin repetarea secvenței de nucleotide TTAGGG – două molecule de timină (T), o moleculă de adenină (A) și trei molecule de guanină (G). Nucleotidele sunt moleculele care formează secvența de ADN. La oameni, secvența TTAGGG se repetă de circa 3.000 de ori, dar acest număr variază de la o specie la alta.
La capătul telomerului există un „nod” denumit buclă T, care este menținută de un complex proteic specific numit telozom. Bucla T și telozomul fac dificilă distrugerea ADN-ului de la capătul cromozomului, iar secvența repetată furnizează un material genetic pe care celula îl poate distruge fără a afecta genele.
La majoritatea celulelor, telomerii se scurtează odată cu trecerea timpului, pe măsură ce celulele distrug materialul lor genetic. Totuși, la unele celule, cum sunt celulele stem, care generează numeroase tipuri de celule specializate, și celulele germinale, care formează ovulele și spermatozoizii, pot utiliza o enzimă denumită telomerază pentru regenerarea telomerilor.
Telomerii și îmbătrânirea
Majoritatea celulelor nu își pot regenera telomerii, ceea ce duce la scurtarea lor odată cu înaintarea în vârstă. Deci scurtarea telomerilor determină durata de viață a celulelor noastre prin limitarea numărului de diviziuni celulare.
De la descoperirea naturii telomerilor și a telomerazei, numeroase studii au susținut legătura dintre vârsta biologică, lungimea telomerilor, starea de sănătate și mortalitate. Un studiu din anul 2003, publicat în revista The Lancet, a constatat că, dintr-un eșantion de oameni aparent sănătoși cu vârsta de peste 60 de ani, persoanele cu telomerii mai scurți prezentau o rată de mortalitate mai mare din cauza bolilor cardiace sau infecțioase.
În anul 2013, un alt studiu a descoperit că schimbările din viața de zi cu zi în privința exercițiilor fizice, dietei, managementului stresului și vieții sociale erau asociate cu lungimi mai mari ale telomerilor unui grup restrâns de bărbați cu risc redus de cancer de prostată. O evaluare din 2022 a arătat că activitatea fizică regulată pare a conserva lungimea telomerilor.
Rata de scurtare a telomerilor a fost asociată cu lungimea vieții la numeroase organisme. Un studiu din anul 2019, publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences din S.U.A., a constatat că, chiar dacă, în general, lungimea vieții nu este corelată cu lungimea telomerilor unui organism, cu cât telomerii unui organism se scurtează mai rapid, cu atât durata vieții se reduce și ea.
Telomerii și cancerul
O cale importantă prin care telomerii sunt asociați cu sănătatea este riscul de cancer. Atunci când telomerii devin foarte scurți, crește probabilitatea de afectare a ADN-ului în timpul diviziunii celulare, ceea ce poate crește riscul de cancer.
O altă cale prin care perturbarea funcționării telomerilor poate duce la cancer este atunci când enzima telomerază se activează în celule în care nu ar trebui să fie activă. Aproape toate celulele canceroase au găsit mecanisme de menținere a activității telomerazei și de prevenire a scurtării telomerilor – de aceea celulele canceroase sunt imortale.
Organismul încearcă să oprească dezvoltarea cancerului prin împiedicarea diviziunii celulelor cu telomeri prea scurți, fenomen denumit senescență.
Potrivit unui studiu din 2023 publicat în revista Nature, telomerii pot declanșa moartea celulară: ei comunică cu mitocondriile pentru a crea fenomene inflamatorii mortale și a declanșa moartea programată a celulei ca răspuns la scurtarea critică a telomerilor. Acest lucru explică modul în care telomerii ajută la prevenirea transformării celulelor normale în celule canceroase.
Sursa: Live Science