เทโลเมียร์ ความชรา และมะเร็ง

เซลล์ทั้งหมดมีอายุการใช้งานที่ตั้งโปรแกรมไว้โดยที่เซลล์เหล่านี้จะถูกสังเคราะห์ คูณ และในที่สุดก็เกิดการตายของเซลล์ (การตายของเซลล์) เมื่อเซลล์เหล่านี้ไม่ทำงานอีกต่อไป

บ่อยครั้งช่วยให้นึกถึงการจำลองแบบผ่านเซลลูลาร์ในฐานะเครื่องถ่ายสำเนาแบบเก่า ยิ่งเซลล์คัดลอกตัวเองมากเท่าไหร่ ภาพก็จะยิ่งเบลอและไม่อยู่ในแนวเดียวกัน เมื่อเวลาผ่านไป สารพันธุกรรมของเซลล์ (DNA) เริ่มแตกหักและตัวเซลล์เองก็กลายเป็นสำเนาสีซีดของต้นฉบับ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น การตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้จะช่วยให้เซลล์ใหม่เข้าควบคุมและทำให้ระบบทำงานต่อไปได้

จำนวนครั้งที่เซลล์สามารถแบ่งได้นั้นถูกล้อมรอบด้วยปรากฏการณ์ที่เรียกว่าขีดจำกัดของ Hayflick สิ่งนี้อธิบายการกระทำโดยที่กระบวนการแบ่งตัว (เรียกว่าไมโทซิส) ค่อยๆ ลดระดับสารพันธุกรรม โดยเฉพาะส่วนดีเอ็นเอที่เรียกว่าเทโลเมียร์

ขีดจำกัด Hayflick กำหนดว่าเซลล์เฉลี่ยจะแบ่งระหว่าง 50 ถึง 70 ครั้งก่อนการตายของเซลล์

ทำความเข้าใจเทโลเมียร์

โครโมโซมเป็นโครงสร้างคล้ายเกลียวที่อยู่ภายในนิวเคลียสของเซลล์ โครโมโซมแต่ละอันประกอบด้วยโปรตีนและ DNA โมเลกุลเดี่ยว

ที่ปลายแต่ละด้านของโครโมโซมคือเทโลเมียร์ ซึ่งผู้คนมักจะเปรียบเทียบกับปลายพลาสติกที่ปลายเชือกรองเท้า เทโลเมียร์มีความสำคัญเนื่องจากป้องกันไม่ให้โครโมโซมคลี่คลาย ติดกัน หรือหลอมรวมกันเป็นวงแหวน

แต่ละครั้งที่เซลล์แบ่งตัว ดีเอ็นเอที่มีสายคู่จะแยกออกจากกันเพื่อคัดลอกข้อมูลทางพันธุกรรม เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น รหัส DNA จะทำซ้ำ แต่ไม่ใช่เทโลเมียร์ เมื่อการคัดลอกเสร็จสมบูรณ์และการแบ่งเซลล์เริ่มต้น ตำแหน่งที่เซลล์ถูกตัดออกจากกันจะอยู่ที่เทโลเมียร์

ดังนั้น ในแต่ละรุ่นของเซลล์ เทโลเมียร์จะสั้นลงเรื่อยๆ จนไม่สามารถรักษาความสมบูรณ์ของโครโมโซมได้อีกต่อไป เมื่อนั้นอะพอพโทซิสก็เกิดขึ้น

ความสัมพันธ์ของเทโลเมียร์กับการสูงวัยและมะเร็ง

นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ความยาวของเทโลเมียร์เพื่อกำหนดอายุของเซลล์และจำนวนการจำลองแบบที่เหลืออยู่ เมื่อการแบ่งตัวของเซลล์ช้าลง ก็มีการเสื่อมสภาพแบบก้าวหน้าที่เรียกว่าการชราภาพ ซึ่งเรามักเรียกกันว่าความแก่ ความชราภาพของเซลล์อธิบายว่าทำไมอวัยวะและเนื้อเยื่อของเราจึงเริ่มเปลี่ยนแปลงเมื่อเราอายุมากขึ้น ในท้ายที่สุด เซลล์ทั้งหมดของเราเป็น “มนุษย์” และอยู่ภายใต้สภาวะชราภาพ

ทั้งหมดนั่นคือ แต่หนึ่ง เซลล์มะเร็งเป็นเซลล์ประเภทเดียวที่ถือว่าเป็น “อมตะ” อย่างแท้จริง ต่างจากเซลล์ปกติ เซลล์มะเร็งไม่ได้รับการโปรแกรมการตายของเซลล์ แต่สามารถขยายพันธุ์ต่อไปได้โดยไม่สิ้นสุด

สิ่งนี้เองทำลายสมดุลของการจำลองแบบของเซลล์ในร่างกาย หากเซลล์ประเภทหนึ่งได้รับอนุญาตให้ทำซ้ำโดยไม่เลือก เซลล์นั้นจะแทนที่เซลล์อื่นๆ ทั้งหมดและบ่อนทำลายหน้าที่ทางชีววิทยาที่สำคัญ นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับมะเร็ง และสาเหตุที่เซลล์ “อมตะ” เหล่านี้สามารถทำให้เกิดโรคและความตายได้

เชื่อกันว่ามะเร็งเกิดขึ้นเนื่องจากการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมสามารถกระตุ้นการผลิตเอนไซม์ที่เรียกว่าเทโลเมียร์เรส ซึ่งจะป้องกันไม่ให้เทโลเมียร์สั้นลง

แม้ว่าทุกเซลล์ในร่างกายจะมีรหัสพันธุกรรมเพื่อผลิตเทโลเมอเรส แต่จริงๆ แล้วมีเพียงบางเซลล์เท่านั้นที่ต้องการมัน ตัวอย่างเช่น เซลล์อสุจิจำเป็นต้องปิดการย่อเทโลเมียร์เพื่อสร้างสำเนาของตัวเองมากกว่า 50 ชุด มิฉะนั้นการตั้งครรภ์จะไม่เกิดขึ้น

หากความผิดปกติทางพันธุกรรมเปิดการผลิตเทโลเมอเรสโดยไม่ได้ตั้งใจ ก็อาจทำให้เซลล์ผิดปกติเพิ่มจำนวนและก่อตัวเป็นเนื้องอกได้ เป็นที่เชื่อกันว่าในขณะที่อายุขัยคาดเฉลี่ยเพิ่มขึ้น โอกาสของสิ่งนี้จะเกิดขึ้นไม่เพียงแต่จะมากขึ้นเท่านั้นแต่ในที่สุดก็จะหลีกเลี่ยงไม่ได้