Inhoud
Alle cellen hebben een geprogrammeerde levensduur waarmee ze worden gesynthetiseerd, zich vermenigvuldigen en uiteindelijk apoptose (celdood) ondergaan wanneer ze niet langer functioneel zijn.Het helpt vaak om cellulaire replicatie te zien als een ouderwetse fotokopieermachine: hoe meer een cel zichzelf kopieert, hoe waziger en uitgelijnd het beeld wordt. Na verloop van tijd begint het genetische materiaal van de cel (DNA) te breken en wordt de cel zelf een bleke kopie van het origineel. Wanneer dit gebeurt, zorgt geprogrammeerde celdood ervoor dat een nieuwe cel het overneemt en de systemen draaiend houdt.
Het aantal keren dat een cel kan delen, wordt begrensd door een fenomeen dat bekend staat als de Hayflick-limiet. Dit beschrijft de actie waarmee het proces van deling (bekend als mitose) progressief het genetische materiaal degradeert, met name het deel van het DNA dat een telomeer wordt genoemd.
De Hayflick-limiet schrijft voor dat de gemiddelde cel 50 tot 70 keer zal delen vóór apoptose.
Inzicht in telomeren
Chromosomen zijn draadachtige structuren die zich in de kern van een cel bevinden. Elk chromosoom is gemaakt van eiwitten en een enkel DNA-molecuul.
Aan elk uiteinde van een chromosoom bevindt zich een telomeer die mensen vaak zullen vergelijken met de plastic uiteinden van een schoenveter. Telomeren zijn belangrijk omdat ze voorkomen dat chromosomen uit elkaar vallen, aan elkaar blijven plakken of samensmelten tot een ring.
Elke keer dat een cel zich deelt, scheidt het dubbelstrengige DNA zich zodat de genetische informatie kan worden gekopieerd. Wanneer dit gebeurt, wordt de DNA-codering gedupliceerd, maar niet de telomeer. Wanneer de kopie voltooid is en de mitose begint, is de plaats waar de cel uit elkaar wordt geknipt de telomeer.
Als zodanig wordt de telomeer met elke celgeneratie steeds korter totdat deze de integriteit van het chromosoom niet langer kan behouden. Het is dan dat apoptose optreedt.
De relatie van telomeren met veroudering en kanker
Wetenschappers kunnen de lengte van een telomeer gebruiken om de leeftijd van een cel te bepalen en hoeveel replicaties er nog over zijn. Naarmate de celdeling vertraagt, ondergaat het een progressieve verslechtering die bekend staat als senescentie, wat we gewoonlijk veroudering noemen. Cellulaire veroudering verklaart waarom onze organen en weefsels beginnen te veranderen naarmate we ouder worden. Uiteindelijk zijn al onze cellen 'sterfelijk' en onderhevig aan veroudering.
Dat is alles, maar één. Kankercellen zijn het enige celtype dat echt als "onsterfelijk" kan worden beschouwd. In tegenstelling tot normale cellen ondergaan kankercellen geen geprogrammeerde celdood, maar kunnen ze zich eindeloos blijven vermenigvuldigen.
Dit verstoort op zichzelf de balans van cellulaire replicatie in het lichaam. Als een type cel ongecontroleerd mag repliceren, kan het alle andere vervangen en belangrijke biologische functies ondermijnen. Dit is wat er gebeurt met kanker en waarom deze "onsterfelijke" cellen ziekte en dood kunnen veroorzaken.
Aangenomen wordt dat kanker optreedt omdat een genetische mutatie de productie van een enzym kan veroorzaken, bekend als telomerase, dat voorkomt dat telomeren worden verkort.
Hoewel elke cel in het lichaam de genetische codering heeft om telomerase te produceren, hebben alleen bepaalde cellen dit echt nodig. Spermacellen moeten bijvoorbeeld telomeerverkorting uitschakelen om meer dan 50 kopieën van zichzelf te maken; anders zou zwangerschap nooit kunnen plaatsvinden.
Als een genetisch ongeluk per ongeluk de telomeraseproductie inschakelt, kan dit ervoor zorgen dat abnormale cellen zich vermenigvuldigen en tumoren vormen. Aangenomen wordt dat naarmate de levensverwachting blijft groeien, de kans hierop niet alleen groter zal worden, maar uiteindelijk onvermijdelijk zal worden.