Sisu
Kõigil rakkudel on programmeeritud eluiga, mille abil nad sünteesitakse, paljunevad ja lõpuks läbivad apoptoosi (rakusurma), kui nad pole enam funktsionaalsed.Sageli aitab mõelda raku replikatsioonist kui vanamoodsast koopiamasinast: mida rohkem rakk end kopeerib, seda udusemaks ja joondatumaks muutub pilt. Aja jooksul hakkab raku geneetiline materjal (DNA) murduma ja rakk ise muutub originaali kahvatuks koopiaks. Kui see juhtub, võimaldab programmeeritud rakusurm uuel rakul süsteemid üle võtta ja töös hoida.
Rakkude jagunemiste arv on piiratud nähtusega, mida tuntakse Hayflicki piirina. See kirjeldab tegevust, mille abil jagunemisprotsess (tuntud kui mitoos) lagundab järk-järgult geneetilist materjali, täpsemalt DNA osa, mida nimetatakse telomeeriks.
Hayflicki piir määrab, et keskmine rakk jaguneb enne apoptoosi 50–70 korda.
Telomeeride mõistmine
Kromosoomid on niiditaolised struktuurid, mis paiknevad rakutuumas. Iga kromosoom koosneb valgust ja ühest DNA molekulist.
Kromosoomi mõlemas otsas on telomeer, mida inimesed sageli võrreldakse kingapaela otstes olevate plastikust otstega. Telomeerid on olulised, kuna need takistavad kromosoomide lahti harutamist, üksteise külge kleepumist ega rõngasse sulandumist.
Iga kord, kui rakk jaguneb, eraldub kaheahelaline DNA geneetilise teabe kopeerimiseks. Kui see juhtub, dubleeritakse DNA kodeerimist, kuid mitte telomeeri. Kui koopia on valmis ja mitoos algab, asub raku eraldamise koht telomeeri juures.
Sellisena muutub iga rakupõlvkonnaga telomeer järjest lühemaks, kuni see ei suuda enam kromosoomi terviklikkust säilitada. Siis tekib apoptoos.
Telomeeride seos vananemise ja vähiga
Teadlased saavad telomeeri pikkuse abil määrata raku vanuse ja mitu replikatsiooni on sellest veel jäänud. Rakkude jagunemise aeglustumisel läbib see järk-järgult vananemist, mida me tavaliselt nimetame vananemiseks. Rakuline vananemine selgitab, miks meie elundid ja koed hakkavad vananedes muutuma. Lõppkokkuvõttes on kõik meie rakud "surelikud" ja alluvad vananemisele.
Kõik, see tähendab, vaid üks. Vähirakud on üks rakutüüp, mida võib tõesti pidada "surematuks". Erinevalt tavalistest rakkudest ei läbi vähirakud programmeeritud rakusurma, kuid võivad jätkata paljunemist ilma lõputa.
See iseenesest rikub raku replikatsiooni tasakaalu kehas. Kui ühel rakutüübil lubatakse kontrollimata paljuneda, võib see tõrjuda kõiki teisi ja õõnestada peamisi bioloogilisi funktsioone. Nii juhtub vähiga ja miks need "surematud" rakud võivad põhjustada haigusi ja surma.
Arvatakse, et vähk tekib seetõttu, et geneetiline mutatsioon võib käivitada ensüümi, tuntud kui telomeraas, tootmise, mis takistab telomeeride lühenemist.
Kui telomeraasi tootmiseks on igal keha rakul geneetiline kodeerimine, siis tegelikult vajavad seda ainult teatud rakud. Näiteks seemnerakud peavad telomeeride lühendamise välja lülitama, et teha endast rohkem kui 50 koopiat; vastasel juhul ei saa rasedus kunagi tekkida.
Kui geneetiline äpardus lülitab tahtmatult telomeraasi tootmise sisse, võib see põhjustada ebanormaalsete rakkude paljunemist ja moodustada kasvajaid. Arvatakse, et kui oodatav eluiga kasvab jätkuvalt, siis selle tõenäosus mitte ainult ei suurene, vaid muutub lõpuks paratamatuks.