Теломерите са „шапките“, които предпазват краищата на ДНК нишките от разрушаване от клетката. Те се състоят от зони на повтарящи се ДНК последователности, комбинирани със специфични протеини в краищата на хромозомите – плътно навитите структури на ДНК и протеини вътре в клетките.
Теломерите играят роля в това колко бързо стареят клетките, въпреки че точно как не е напълно ясно. Организми без кръгови хромозоми – включително хора, други животни, растения и дори едноклетъчни протисти – имат теломери. Теломерите действат като бариери, предотвратявайки разграждането и повреждането на ДНК.
Ако нашите клетки нямаха теломери, клетъчните машини „щяха да сдъвчат краищата на хромозомите и да ги превърнат в основни гени“, казва Ян Карлседер, професор в Института за биологични изследвания Salk в Калифорния и директор на Центъра за изследване на биологията на стареенето Glenn към Института Salk. Клетката може също така да прикрепи края на една хромозома към края на друга, което според него би било „катастрофално събитие“ за клетката.
„Тъй като нашите хромозоми са линейни части от ДНК, се е развила структура, наречена теломер, която предпазва естествените краища на хромозомите от разпознаване като увреждане на ДНК“, казва Карлседер пред Live Science.
Всеки път, когато една клетка се дели, част от повтарящата се последователност в теломера се губи. Когато теломерите станат твърде къси, за да функционират ефективно, клетката или умира, или спира да се дели. Тъй като повечето клетки не могат да регенерират теломерите си, те стават по-къси с напредването на възрастта. Скоростта, с която теломерите се скъсяват, също е свързана със скоростта на стареене.
При хората и всички гръбначни теломерите повтарят нуклеотидните последователности TTAGGG – две молекули тимин, една аденин и три молекули гуанин. Нуклеотидите са молекулите, които изграждат последователността на ДНК. При хората тази последователност може да се повтори до около 3000 пъти, но броят на повторенията варира за различните хора.
В края на теломера има един вид „възел“, наречен Т-примка, който се поддържа от специфична протеинова структура, наречена шелтерин комплекс. Т-контурът и шелтеринът затрудняват клетката да унищожи ДНК в края на хромозомата, докато повтарящите се последователности осигуряват слоеве от генетичен код, които клетката може да унищожи, без да пречи на ДНК, от която се нуждае, за да функционира.
В повечето клетки теломерите стават по-къси с времето, тъй като клетката унищожава повече от техния генетичен код. Въпреки това, някои клетки, като стволови клетки, които генерират много видове специализирани клетки в тялото, и зародишни клетки, които образуват яйцеклетки и сперматозоиди, могат да използват ензим, наречен теломераза, за да регенерират своите теломери. Някои изследвания показват, че може да има начини за леко увеличаване на дължината на теломерите в други видове клетки.
Повечето клетки не могат да регенерират теломерите си, което ги кара да стават по-къси през целия живот както на клетката, така и на организма. „Скъсяването на теломерите наистина определя продължителността на живота на нашите клетки, като ограничава броя на удвояванията на популацията или клетките на пролиферация, които могат да претърпят“, казва Карлседер.
След удостоената с Нобелова награда работа на биолога Елизабет Блекбърн, разкриваща природата на теломерите и съществуването на ензима теломераза, много изследвания подкрепят връзката между биологичната възраст, дължината на теломерите, общото здраве и смъртността.
Проучване от 2003 г., публикувано в списание The Lancet установи, че в извадка от очевидно здрави хора над 60-годишна възраст, които изследователите са проследили с течение на времето, хората с по-къси теломери са имали по-високи нива на смъртност както от сърдечни заболявания, така и от инфекциозни заболявания.
През 2013 г. първото по рода си проучване установи, че промените в начина на живот – физически упражнения, диета, управление на стреса и социална подкрепа, са свързани с увеличена дължина на теломерите, включително и при група мъже с нисък риск от рак на простатата.
Преглед от 2022 г. установи, че редовната умерена до интензивна физическа активност изглежда помага да се запази дължината на теломерите. Скоростта на скъсяване на теломерите е свързана с продължителността на живота на различни организми. Проучване от 2019 г. в списанието Proceedings of the National Academy of Sciences установи, че колкото по-бързо теломерите на организма намаляват по дължина, толкова по-кратък е бил животът му.
Точните причини за стареенето все още не са разбрани и не е ясно защо някои видове живеят по-малко от 1 ден, докато други могат да живеят повече от 400 години“, гласи поразителното начало на изследването. Теломерите могат да помогнат да се хвърли светлина върху тази мистерия.
Проучване от 2021 г. в списанието GeroScience предполага, че последствията от дължината на теломерите могат да повлияят на това колко стар изглежда човек. Изследователите са проучили резултатите от изследване на над 400 000 участници в UK Biobank, голяма база данни със здравна информация на хора, живеещи в Обединеното кралство. Те открили, че хората, които имат генетични предиктори за по-голяма дължина на теломерите, са склонни да мислят, че изглеждат по-млади за възрастта си.
