Hücresel Yaşlanma ve Telomerler
Telomerler, ökaryot hücre kromozomlarının her iki ucunda bulunan, heterokromatin yapıda özel deoksiribonükleik asit dizisi olup kromozom stabilitesinde, gen ekspresyonunda, kromozomal replikasyonda, tümör oluşumunda, yaşlanmada ve hücre bölünmesinde rol aldığı bilinen yapılardır. Telomeraz enzimi kendisine ait ribonükleik asit ve proteinlerden oluşan bir ters transkriptaz enzimi olup telomer boyunun kontrolünden sorumludur.
Hücre yaşlanırken morfolojik olarak hacmi artar ve sitoplazması donuklaşır. Ayrıca, gen ekspresyonunda, nükleer yapılarda, proteinlerin işlenmesinde bozulmalar izlenirken, bu hücreler metabolik olarak canlıdırlar. Yaygın ve geleneksel olarak yaşlılıkla ilişkili β-galaktozidaz ve P161NK4A tümör süpreson yaşlılık belirteçleri olarak kullanılmaktadır. Telomerler hücresel replikasyonda anahtar rol oynamaktadır ve telomerlerin kaybı hücrenin replikasyon yeteneğini kaybetmesine yol açar.
İnsan telomerleri yaşa ve hücre tipine göre yaklaşık 6-12 kb uzunluğundadır. Her replikasyon sırasında telomer bölgeleri 50-100 baz çiftini kaybeder. Telomerlerin kısalmaları ilk olarak 1961 de doku kültürü çalışmaları sırasında Hayflick tarafından gözlemlenmiştir. Hayflick insan fibrolasları ile yaptığı çalışmalarda, hücrelerin belirli bir bölünme sayısından sonra artık bölünemediğini fakat metabolik aktivitelerini devam ettirdiğini saptanmıştır.
Yapılan çalışmalarda yaşlanmış hücrelerin metabolik olarak aktif kaldığı, ancak daha fazla yeni hücrenin oluşmadığı ve en sonunda da öldükleri gösterilmiştir. O zamanlar hücresel yaşlanmanın, organizmanın yaşlanması ile doğrudan ilgili olduğu bilinmemekteydi. Genç insanlardan alınan n hücrelerin, yaşlılardan alınan hücrelere göre kültür ortamında daha fazla bölündüğü gösterilmiştir.
İnsan embriyo hücreleri, yaklaşık 60-80 defa bölündükten sonra yaşlanmaya başlar. Eğer hücreler orta yaşlı bir insandan alınırsa, yaşlanmadan önce 10-20 defa bölündükleri izlenir. Ömrü uzun olqn türlerde bölünme sayısı, kısa ömürlü olan türlerden daha fazladır. Örneğin, fareden alınan hücreler 10-15 defa bölünürken, kaplumbağadan alınan hücreler 100’den fazla bölünme geçirmektedir. Bunun dışında erken yaşlanma izlenen Werner sendromu olan hastalardaki hücre bölünmesi sayısının, normal insanlarınkinden daha az olduğu da gösterilmiştir.
Yapılan araştırmalar sonucunda elde edilen bulgular, yaşlanan hücrelerin karakteristik özelliklerinden birinin telomer olduğunu ortaya koymuştur. Telomerlerdeki kısalma olayı hücrenin biyolojik ve mitotik bir saati olarak düşünülmektedir.
Bir görüşe göre ne kadar yaşlı varsa o kadar mekanizma vardır denilir. Bu anlamda telomeraz tek bir parametre değil üzerinde çalışmaların artırılması konusunda umut verici mekanizmalardan biridir. Deneysel uygulamalarda normal hücrelerin telomeraz ile maruziyeti geniş kapsamlı bilgi ve tecrübe gerektirir. Telomer uzunluğunun arttırılması ile yaşlanma oranının değiştirebileceğine dair yapılan çalışmalar gerçekten heyecan vericidir.
Tuğba CAN
Kaynaklar;
- Ben-Porath I, Weinberg RA. When cells get stressed: an integrative view of cellular senescence. J Clin Invest 2004; 113: 8-13
- Shay JW, Zou Y, Hiyama E, Wright EW. Telomerase and cancer. Human Molecular Genetics 2001; 10(7): 677-85
- Moyzis RK, Buckingham JM, Cram LS, Dani M. Deaven LL, Jones MD, et al. A highly conserved repetitive DNA sequence, (TTAGGG)n, present at the telomeres of human chromosomes. Proc Natl Acad Sci USA 1998; 85: 6622-6.
- Allsopp RC, Vaziri H, Patterason C, Goldstein S, Younglai EV, Futcher AB,et al. Telomere length predicts replicative capacity of human fibrolasts. Proc Natl Acad Sci USA 1992; 89: 10114-8
- Weinrich SL, Pruzan R, Ma L, Ouelette M, Tesmer VM, Holt SE. et al. Reconstitution of human telomerase with catalytic protein subunit hTRT. Nature Genet 2000; 12: 340-1
TUĞBA CAN
