Τελομερές

Το τελομερές είναι μια περιοχή του DNA, χωρίς μεγάλη πληροφοριακή αξία, που βρίσκεται στο τέλος του χρωμοσώματος και προστατεύει τη χρήσιμη γενετική πληροφορία από τη φθορά. Η πληροφορία που καθιστά το κύτταρο βιολογικά ενεργό βρίσκεται στο μεσομερές, το οποίο προστατεύεται από το τελομερές. Η ονοματολογία έχει προκύψει από τη σύνθεση των ελληνικών λέξεων «τέλος», «μέσο» και «μέρος». Τα τελομερή δεν περιέχουν σημαντική γενετική πληροφορία, έχουν όμως τέτοια δομή που επιτρέπουν την προσκόλληση πρωτεϊνών που «δένουν» τη διπλή έλικα του DNA στην κάθε άκρη της, κάτι που έχει παρομοιαστεί από τους ειδικούς σαν το προστατευτικό άκρο στα κορδόνια των παπουτσιών το οποίο δεν αφήνει τα κορδόνια να ξεφτίζουν με τη χρήση.

Ανθρώπινα χρωμοσώματα (γκρι) στα οποία διακρίνονται τα τελομερή (λευκά).

Η μείωση του μήκους των χρωμοσωμάτων

Λόγω των πρωτεϊνικών προστατευτικών επιστρώσεων στα άκρα, η φθορά πλέον των χρωμοσωμάτων σε μήκος συμβαίνει σχεδόν μόνο κατά τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων, στη διαδικασία της μίτωσης, όπου οι έλικες των χρωμοσωμάτων ξεδιπλώνουν εντελώς και κάθε χρωμόσωμα χωρίζεται στα δύο, ώστε το κάθε κομμάτι να αποτελέσει το καλούπι για το σχηματισμό του νέου χρωμοσώματος, εν δυνάμει πανομοιότυπου με το αρχικό, για το κάθε νέο κύτταρο. Στη διαδικασία αυτή, στα άκρα των χρωμοσωμάτων συνήθως αποκόπτεται μέρος από το γενετικό υλικό. Αυτή είναι μια «παρενέργεια» που δε μπορεί να αποφευχθεί σε γενικό κανόνα, καθώς οι μηχανισμοί που παρέχουν τα συνήθη ένζυμα για την αντιγραφή της πληροφορίας δε δίνουν τη δυνατότητα για αντιγραφή του γενετικού υλικού στις άκρες των χρωμοσωμάτων. Το υλικό του DNA που αποκόπτεται είναι, τουλάχιστον στις πρώτες διαιρέσεις αναπαραγωγής, μέρος του τελομερούς, το οποίο ολοένα μικραίνει σε κάθε διαίρεση ενός κυττάρου σε δύο. Αν το τελομερές δεν αποκαθίσταται σε μήκος, με κάποιο μηχανισμό επιδιόρθωσης, η κάθε κυτταρική διαίρεση το καταναλώνει και στο τέλος αποκόπτεται πλέον από το χρωμόσωμα η σημαντική πληροφορία του μεσομερούς, οπότε και το κύτταρο καθίσταται πια βιολογικά ανενεργό.

Ο μηχανισμός της επιδιόρθωσης των τελομερών

Το μηχανισμό που προστατεύει το μήκος των τελομερών τον παρέχει η τελομεράση, που είναι ένα ένζυμο με την ικανότητα, όχι να αντιγράφει γενετική πληροφορία, αλλά να συμπληρώνει και πάλι σε μήκος το τελομερές. Εάν η τελομεράση διατίθεται σε ικανές ποσότητες στα σημεία του οργανισμού που γίνονται οι κυτταρικές διαιρέσεις, δίνεται στα τελομερή η δυνατότητα να αποκαθίστανται πλήρως σε μήκος και το κύτταρο μπορεί και παραμένει έτσι βιολογικά ενεργό για πάντα. Έχουν μελετηθεί μονοκύτταροι οργανισμοί με περίσσεια τελομεράσης που τους κάνει αθάνατους σε ευνοϊκές συνθήκες περιβάλλοντος. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι ένα είδος άλγης, η Tetrahymena thermophila.

Το γήρας των κυττάρων προστατεύει από τον καρκίνο

Στους πιο σύνθετους πολυκύτταρους οργανισμούς, όπως ο άνθρωπος, η περίσσεια τελομεράσης δε συνδέεται άμεσα με την αθανασία του οργανισμού. Αντίθετα, την περίσσεια της τελομεράσης τη χρησιμοποιούν τα καρκινικά κύτταρα ώστε να αναπαράγονται επ' άπειρον, σε βάρος του οργανισμού. Ο καρκίνος δεν οφείλεται στην τελομεράση, τη χρησιμοποιεί όμως μην υπακούοντας στα βιολογικά σήματα που δίνουν εντολές για παύση των ανεξέλεγκτων διαδικασιών αναπαραγωγής, καθώς περιέχεται, αλλοιωμένη πλέον, πληροφορία στο γενετικό υλικό των καρκινικών κυττάρων. Πρακτικά, το να γερνούν τα κύτταρα μετά από κάποιο αριθμό διαιρέσεων και να καθίστανται βιολογικά ανενεργά, χάνοντας την προστασία του γενετικού τους υλικού από τα τελομερή τους, τα αποτρέπει από το να αναπαράγονται ανεξέλεγκτα, αποτρέπει δηλαδή την εμφάνιση καρκίνων, καθιστώντας συνήθως ανενεργά τα καρκινικά κύτταρα στα πρώτα κιόλας στάδια αναπαραγωγής των καρκινικών όγκων. Οι καρκίνοι που τελικά εκδηλώνονται είναι εκείνοι που καταφέρνουν να ξεπεράσουν την ασφαλιστική αυτή δικλείδα του οργανισμού, τροποποιώντας κατάλληλα την πληροφορία του γενετικού υλικού τους.

Επιδράσεις ψυχολογίας και συνηθειών στα τελομερή και σύνδεση με το γήρας

Σε μακρές περιόδους τοξικού στρες, το οποίο διαχωρίζεται από το υγιές παρατεταμένο στρες που μας κάνει παραγωγικούς κάτω από ισορροπημένη ψυχολογία, παρατηρείται επιτάχυνση της γήρανσης σε κυτταρικό επίπεδο, η οποία μετράται ως αποτέλεσμα φθοράς στα τελομερή. Τα τελομερή στις ομάδες που υποφέρουν από χρόνιο τοξικό στρες εμφανίζονται μικρότερα σε μήκος, άρα και με μικρότερη δυνατότητα αντίστασης στη φθορά που προκαλούν οι κυτταρικές διαιρέσεις καθώς η δράση της τελομεράσης εμφανίζεται κατά 50% μειωμένη. 40 χρόνια υπό την επίδραση τοξικού στρες μετρώνται να συνεπάγονται τουλάχιστο 10 επιπλέον χρόνια γήρανσης σε κυτταρικό επίπεδο. Παρόμοιο αποτέλεσμα μετράται να έχει και ένα διαφορετικό είδος στρες, αυτό που συνεπάγεται η αποτυχία να φέρουν αποτέλεσμα παρατεταμένες διατροφικές δίαιτες αδυνατίσματος. Αρνητική επίδραση στο μήκος των τελομερών και στη δράση της τελομεράσης έχει επίσης το κάπνισμα.

Συσχέτιση των τελομερών με την υγεία

Το μειωμένο μήκος των τελομερών στα υγιή κύτταρα έχει σχετιστεί με τις ασθένειες όπως ο καρκίνος, τα καρδιακά νοσήματα, ο διαβήτης, η αρτηριοσκλήρυνση, η πνευμονική ίνωση, η παχυσαρκία, χωρίς παρ'όλα αυτά να αποδίδεται απ' ευθείας σχέση μεταξύ των ασθενειών αυτών και του μήκους των τελομερών, σε ότι αφορά την πρόκλησή τους.