En cell som genomgår division. © iStockphoto/Pete Draper I ett litet laboratorium i Philadelphia, Penn., 1965, en nyfiken ung biolog gjorde ett experiment som skulle revolutionera vårt sätt att tänka på åldrande och död. Forskaren som genomförde det experimentet, Dr Leonard Hayflick, skulle senare låna sitt namn till fenomenet han upptäckte, Hayflick -gränsen .
Dr Hayflick märkte att celler som odlas i kulturer reproducerar sig genom att dela sig. De producerar fax av sig själva (genom en process som kallas mitos ) ett begränsat antal gånger innan processen stannar för gott och cellen dör. Dessutom, celler frusna under sin livstid och senare återvände till ett aktivt tillstånd hade ett slags cellminne:De frysta cellerna tog upp precis där de slutade. Med andra ord, att avbryta cellernas livslängd gjorde ingenting för att förlänga det.
Hayflick fann att celler går igenom tre faser. Den första är snabb, sund celldelning. I den andra fasen, mitos bromsar. I den tredje etappen, begynnande ålderdom , celler slutar dela sig helt. De förblir vid liv en tid efter att de slutat dela, men någon gång efter att celldelningen slutat, celler gör en särskilt störande sak:I huvudsak de begår självmord. När en cell når slutet av sin livslängd, den genomgår en programmerad celldöd som kallas apoptos .
När en ny cell föds från en äldre genom celldelning, det börjar sin egen livslängd. Detta spann tycks styras av DNA, som ligger i cellens kärna. En elev av Hayflick fann senare att när han tog bort kärnan i en gammal cell och ersatte den med kärnan i en ung cell, den gamla cellen fick ett nytt liv. Den gamla cellens livslängd tog en ung cell. Liksom alla andra celler (förutom stamceller), den delade sig snabbast tidigt under sin livstid, så småningom bromsar celldelningen när den åldras, innan du slutar helt och genomgår apoptos.
Konsekvenserna av Hayflick -gränsen är svindlande:Organismer har en molekylär klocka det avböjer obevekligt från det ögonblick vi föddes. Vi kommer att utforska den idén vidare på nästa sida.
När Dr Leonard Hayflick utförde sina experiment med mänskliga celler odlade i en kultur, han lyckades dra tillbaka gardinen på en gammal process som väsentligen förhindrar odödlighet. Processen med celldöd finns inom vår genetiska kod. Kärnan i a diploid cell (en cell med två uppsättningar kromosomer) består av DNA -information från varje förälders organism. Eftersom nyckeln till Hayflick -gränsen finns i cellens kärna, vi är i princip programmerade att dö. Varför är detta?
Det finns flera anledningar till att en cell ska programmeras att dö efter en viss punkt. I utvecklingsstadierna, till exempel, mänskliga foster har vävnad som skapar lite band mellan våra fingrar. När vi gestar, denna vävnad genomgår apoptos som i slutändan låter våra fingrar bildas. Menstruation - den månatliga processen för att tappa livmoderslemhinnan - utförs också genom apoptos. Programmerad celldöd bekämpar också cancer (definierad som okontrollerad celltillväxt); en cell som blir cancerös har fortfarande en livslängd som vilken cell som helst och kommer att dö ut så småningom. De läkemedel som används vid kemoterapi är avsedda att påskynda denna process genom att utlösa apoptos i cancerceller.
Apoptos är resultatet av flera signaler från både insidan och utsidan av en cell. När en cell slutar ta emot hormoner och proteiner behöver den fungera eller får tillräckligt med skada för att sluta fungera korrekt, processen med apoptos utlöses. Kärnan exploderar och släpper ut kemikalier som fungerar som signaler. Dessa kemikalier lockar fosfolipider som uppslukar cellfragmenten, bryta ned de enskilda kromosomerna och bära ut dem ur kroppen som avfall.
Klart, apoptos är en intensivt reglerad och mycket förfinad process. Hur, sedan, kan vi någonsin motverka det? Låt oss ta reda på det på nästa sida.
Den ultimata Hayflick -gränsenNär alla celler som skapats i människokroppen före födseln (och alla celler som dessa celler producerar) multipliceras med den genomsnittliga tid det tar för cellerna att nå slutet av sina liv, du får ungefär 120 år. Detta är den ultimata Hayflick -gränsen - det maximala antalet år som en människa eventuellt kan leva. Det som är märkligt är att den bibliska 1 Moseboken (6:3) uttryckligen säger att mänsklighetens dagar "ska vara hundra år och tjugo" [källa:Cramer]. Det är värt att nämna, fastän, att denna livslängd senare ändras i Psaltaren 90:10, som säger att vi kan leva upp till 70 år; Högst 80 år [källa:Bible Gateway].
Telomerer är icke-replikerande DNA-strängar i ändarna av kromosompar som gör att celldelning kan utföras. Thomas Northcut/Getty Images Upptäckten av Hayflick -gränsen representerade en radikal förändring av vetenskapens sätt att se på cellulär reproduktion. Innan läkaren upptäckte, celler ansågs kunna odödlighet. Även om fenomenet Hayflick -gräns endast har studerats in vitro, det blev så småningom allmänt accepterat i det vetenskapliga samfundet som faktum. I årtionden, det såg ut som om gränsen var oöverstiglig, och det verkar fortfarande så. 1978, dock, upptäckten av ett segment av icke-replikerande DNA i celler som kallas telomerer belysa möjligheten till cellulär odödlighet.
Telomerer är repetitiva strängar av DNA som finns i ändarna av kromosompar i diploida celler. Dessa strängar jämförs vanligtvis med plaständarna på skosnören (kallade aglets) som hindrar snören från att slita. Telomerer ger samma skydd för kromosomer, men telomererna på slutet av varje kromosompar förkortas med varje celldelning. Så småningom, telomeren är utarmad, och apoptos börjar.
Upptäckten av telomerer stödde Hayflick -gränsen; trots allt, det var den fysiska mekanismen genom vilken celler kom in i åldrandet. Knappt ett decennium senare, dock, ett annat genombrott inom cellulärt åldrande avslöjades. Telomeras är ett protein som finns i alla celler, men i normala celler, den är avstängd - den gör ingenting. I onormala celler som tumörer och könsceller, dock, telomeras är ganska aktivt:Det innehåller en RNA -mall som kan producera nya telomerer i kromosomändarna i åldrande celler.
Telomeras har det åldrande forskarsamhället upphetsat av två skäl. Först, eftersom det är naturligt aktivt i tumörer och kan detekteras i urinprov, test för närvaro av telomeras kan leda till effektivare testning av cancerpatienter. Andra, forskare har kommit på hur man extraherar telomeras och syntetiserar det. Potentiellt, om aktivt telomeras tillsätts till normala vuxna celler, de kommer att fortsätta att replikera långt bortom deras Hayflick -gräns. I en studie som stöder denna uppfattning, forskare rapporterade att celler till vilka de hade introducerat telomeras hade replikerat 20 fler gånger än vad deras normala livslängd skulle indikera - och fortfarande delade [källa:Cherfas].
Vetenskapen har ännu inte definitivt bevisat att telomeras kan producera cellulär odödlighet. Det verkar finnas otaliga faktorer inblandade i programmerad celldöd utöver förstörelsen av telomerer. Så länge människor fruktar döden, fastän, det kommer alltid att finnas forskning om att övervinna dessa naturliga hinder för vår odödlighet, mobil eller på annat sätt.
