Bir hücrenin çekirdeğinin içinde, genlerimiz kromozom adı verilen bükülmüş, çift sarmallı DNA molekülleri boyunca düzenlenmiştir. Kromozomların uçlarında telomer adı verilen DNA uzantıları bulunur; bunlar genetik verilerimizi korur, hücrelerin bölünmesini mümkün kılar ve nasıl yaşlandığımıza ve kansere yakalandığımıza dair bazı sırları barındırır.

Telomerler, kromozom uçlarının yıpranmasını ve birbirine yapışmasını önleyerek organizmanın genetik bilgisini yok etmesini veya karıştırmasını önledikleri için ayakkabı bağcıklarındaki plastik uçlara benzetiliyor.

Yine de, bir hücre her bölündüğünde, telomerler kısalır. Çok kısaldıklarında, hücre artık bölünemez; inaktif veya “yaşlı” hale gelir veya ölür. Bu kısalma süreci yaşlanma, kanser ve daha yüksek ölüm riskiyle ilişkilidir. Bu yüzden telomerler ayrıca bir bomba fitiliyle de karşılaştırılmıştır.

Telomerler nedir?

Genleri de dahil olmak üzere kromozomun geri kalanı gibi telomerler de DNA dizileridir – kimyasal kod zincirleri. Tüm DNA’lar gibi, dört nükleik asit bazından oluşurlar: G guanin, A adenin, T timin ve C sitozin.

Telomerler, bir iplikteki TTAGGG’nin tekrarlayan dizilerinden ve diğer iplikteki AATCCC’den oluşur. Bu nedenle, telomerin bir bölümü altı “baz çiftinden” oluşan bir “tekrar”dır.

Beyaz kan hücrelerinde telomerlerin uzunluğu, yenidoğanlarda 8.000 baz çiftinden, yetişkinlerde 3.000 baz çiftine ve yaşlı insanlarda 1.500’e kadar düşer. (Bir kromozomun tamamı yaklaşık 150 milyon baz çiftine sahiptir.) Ortalama bir hücre, her bölündüğünde telomerlerinin uçlarından 30 ila 200 baz çifti kaybeder.

Hücreler normalde yalnızca 50 ila 70 kez bölünebilir ve telomerler giderek kısalır, ta ki hücreler yaşlanana veya ölene kadar.

Hücrelerin sürekli bölünmediği dokularda (örneğin kalp kası) telomerler kısalmaz.

Kromozomların telomerleri neden vardır?

Telomerler olmadan, kromozomun ana kısmı — yaşam için gerekli genlerin bulunduğu kısım — bir hücre her bölündüğünde daha kısa olurdu. Bu yüzden telomerler hücrelerin gen kaybetmeden bölünmesini sağlar. Hücre bölünmesi yeni deri, kan, kemik ve diğer hücrelerin büyümesi için gereklidir.

Telomerler olmadan, kromozom uçları birleşebilir ve hücrenin genetik planını bozabilir, bu da muhtemelen arızaya, kansere veya hücre ölümüne neden olabilir. Kırık DNA tehlikeli olduğu için, bir hücre kromozom hasarını algılama ve onarma yeteneğine sahiptir. Telomerler olmadan, kromozomların uçları kırık DNA gibi görünürdü ve hücre, kırık olmayan bir şeyi düzeltmeye çalışırdı. Bu da bölünmelerini durdurur ve sonunda ölmelerine neden olurdu.

Telomerler neden hücre bölündükçe kısalıyor?

Bir hücre bölünebilmeden önce, her iki yeni hücrenin de aynı genetik materyale sahip olması için kromozomlarının kopyalarını yapar. Kopyalanabilmesi için, bir kromozomun iki DNA ipliği çözülmeli ve ayrılmalıdır. Daha sonra bir enzim (DNA polimeraz) iki yeni iplik oluşturmak için mevcut iplikleri okur. İşlemi kısa RNA parçalarının yardımıyla başlatır. Her yeni eşleşen iplik tamamlandığında, bu küçük RNA parçası için sonunda gereken alan nedeniyle orijinal iplikten biraz daha kısadır. Kendini bir köşeye sıkıştıran ve köşeyi boyayamayan birine benzer.

Telomeraz, telomer kısalmasını önler

Telomeraz adlı bir enzim, telomerlerin uçlarına bazlar ekler. Genç hücrelerde, telomeraz telomerlerin çok fazla aşınmasını önler. Ancak hücreler tekrar tekrar bölündükçe yeterli telomeraz olmaz, bu yüzden telomerler kısalır ve hücreler yaşlanır.

Telomeraz, bir nesilden diğerine aktarılan sperm ve yumurtalarda aktif kalır. Üreme hücreleri telomerlerinin uzunluğunu korumak için telomeraz üretmeseydi, bu tür hücrelere sahip herhangi bir organizma kısa sürede yok olurdu.

Telomerler ve kanser

Bir hücre kanserli hale gelmeye başladığında, daha sık bölünür ve telomerleri çok kısalır. Telomerleri çok kısalırsa, hücre ölebilir. Çoğu zaman, bu hücreler telomerlerin daha da kısalmasını engelleyen daha fazla telomeraz enzimi üreterek ölümden kurtulurlar.

Pankreas, kemik, prostat, mesane, akciğer, böbrek, baş ve boyun kanserleri de dahil olmak üzere pek çok kanser türünde telomerler kısalmıştır.

Telomerazı ölçmek kanseri tespit etmenin bir yolu olabilir. Ve eğer bilim insanları telomerazı nasıl durduracaklarını öğrenebilirlerse, kanser hücrelerinin yaşlanmasını ve ölmesini sağlayarak kanserle savaşabilirler. Bir deneyde, araştırmacılar laboratuvarda büyüyen insan meme ve prostat kanseri hücrelerinde telomeraz aktivitesini bloke ederek tümör hücrelerinin ölmesini sağladılar. Ancak riskler de var. Telomerazı bloke etmek doğurganlığı, yara iyileşmesini ve kan hücreleri ile bağışıklık sistemi hücrelerinin üretimini bozabilir.

Telomerler ve yaşlanma

Utah Üniversitesi’ndeki genetikçi Richard Cawthon ve meslektaşları, daha kısa telomerlerin daha kısa yaşamlarla ilişkili olduğunu buldu. 60 yaş üstü kişiler arasında, daha kısa telomerlere sahip olanların kalp hastalığından ölme olasılığı üç kat, bulaşıcı hastalıktan ölme olasılığı ise sekiz kat daha fazlaydı.

Telomer kısalmasının yaşlanma süreciyle bağlantılı olduğu biliniyor; ancak daha kısa telomerlerin sadece yaşlanmanın bir işareti mi (gri saç gibi) yoksa gerçekten yaşlanmaya mı katkıda bulunduğu henüz bilinmiyor.

Telomeraz kanser hücrelerini ölümsüz hale getirirse, normal hücrelerin yaşlanmasını önleyebilir mi? Telomeraz ile telomerlerin uzunluğunu koruyarak veya eski haline getirerek ömrümüzü uzatabilir miyiz? Eğer öyleyse, bu kanser olma riskimizi artırır mı?

Bilim insanları henüz emin değil. Ancak laboratuvarda telomeraz kullanarak insan hücrelerinin normal sınırlarının çok ötesinde bölünmesini sağlamayı başardılar ve hücreler kanserli hale gelmiyor.

İnsan hücrelerini “ölümsüzleştirmek” için telomeraz kullanırsak, diyabeti tedavi etmek için insülin üreten hücreler, kas distrofisini tedavi etmek için kas hücreleri, belirli artrit türleri için kıkırdak hücreleri ve ciddi yanıklar ve yaraları iyileştirmek için deri hücreleri de dahil olmak üzere, nakil için hücreleri toplu olarak üretebiliriz. Laboratuvarda yetiştirilen normal insan hücrelerinin sınırsız bir kaynağı, yeni ilaçları ve gen terapilerini test etme çabalarına da yardımcı olacaktır.

Telomerlerin yaşlanmadaki rolü ne kadar büyük?

İnsanlar gibi bazı uzun ömürlü türlerin telomerleri, sadece birkaç yıl yaşayan fareler gibi türlerden çok daha kısadır. Kimse nedenini bilmiyor. Ancak bu, telomerlerin tek başına yaşam süresini belirlemediğine dair bir kanıttır.

Cawthon’un çalışması, insanlar telomer uzunluklarına göre iki gruba ayrıldığında, daha uzun telomerlere sahip olan yarının, daha kısa telomerlere sahip olanlardan ortalama beş yıl daha uzun yaşadığını buldu. Bu çalışma, daha kısa telomerlere sahip kişilerde telomer uzunluğunun artırılmasıyla yaşam süresinin beş yıl artırılabileceğini öne sürüyor.

Daha uzun telomerlere sahip kişiler yaşlandıkça telomer kısalması yaşarlar. Telomer kısalmasını tamamen durdurarak ömrümüze kaç yıl eklenebilir? Cawthon 10 yıl ve belki de 30 yıl eklenebileceğine inanıyor.

60 yaşından sonra ölüm riski her 8 yılda bir ikiye katlanır. Yani 68 yaşında birinin bir yıl içinde ölme şansı 60 yaşında birine göre iki kat daha fazladır. Cawthon’un çalışması telomer uzunluğundaki farklılıkların bu farkın sadece %4’ünü açıkladığını buldu. Sezgilerimiz bize yaşlı insanların daha yüksek ölüm riskine sahip olduğunu söylese de, bunun sadece %6’sı tamamen kronolojik yaştan kaynaklanmaktadır. Telomer uzunluğu, kronolojik yaş ve cinsiyet birleştirildiğinde (kadınlar erkeklerden daha uzun yaşar), bu faktörler 60 yaşın üzerinde ölme riskindeki değişimin %37’sini açıklar. Peki diğer %63’e ne sebep olur?

Yaşlanmanın başlıca nedenlerinden biri “oksidatif strestir.” Bu, oksijen içeren oldukça reaktif maddeler olan oksidanların DNA, proteinler ve lipitlere (yağlar) verdiği hasardır. Bu oksidanlar normalde nefes aldığımızda üretilir ve ayrıca iltihaplanma, enfeksiyon ve alkol ve sigara tüketiminden kaynaklanır. Bir çalışmada, bilim insanları solucanları oksidanları nötralize eden iki maddeye maruz bıraktılar ve solucanların yaşam süreleri ortalama %44 arttı.

Yaşlanmada bir diğer etken de “glikasyon”dur. Bu, enerji olarak kullandığımız ana şeker olan glikozun DNA’mızın, proteinlerimizin ve lipitlerimizin bir kısmına bağlanması ve bunların işlerini yapamaz hale gelmesiyle gerçekleşir. Yaşlandıkça sorun daha da kötüleşir ve vücut dokularının bozulmasına, bunun sonucunda da hastalık ve ölüme neden olur. Glikasyon, laboratuvar hayvanları üzerinde yapılan çalışmaların kalori alımını kısıtlamanın ömrü uzattığını göstermesinin nedenini açıklayabilir.

Büyük olasılıkla oksidatif stres, glikasyon, telomer kısalması ve kronolojik yaş, çeşitli genlerle birlikte yaşlanmaya neden olmak için birlikte çalışıyor.

Telomerler ve diğer hastalıklar

Diskeratozis konjenita adlı bir hastalığı olan kişilerin telomerleri normalden çok daha hızlı kısalır. Bu kişiler erken yaşlanma ve ölümle karşı karşıya kalırlar. Yaşamı tehdit eden enfeksiyonlar, lösemi ve diğer kan kanserleri, bağırsak rahatsızlıkları, karaciğer sirozu ve akciğer dokusunun ölümcül şekilde sertleşmesi olan pulmoner fibroz riskiyle karşı karşıyadırlar. Ayrıca gri saç, kellik, zayıf yara iyileşmesi, ciltte lekeler, bağırsak rahatsızlıkları, kemiklerin yumuşaması ve öğrenme güçlüklerine katlanma olasılıkları daha yüksektir. Bunun anlamı, telomerlerin tüm bu koşullarda bir rol oynayabileceğidir, çünkü bunların hepsi hücrelerin sık sık bölündüğü dokuları içerir. Kısalmış telomerleri Alzheimer hastalığı, atardamar sertleşmesi, yüksek tansiyon ve tip 2 diyabetle ilişkilendiren bazı kanıtlar da vardır.

İnsanlığın ölümsüzlük ihtimali nedir?

İnsan ömrü, ortalama yaşam süresinin 30 yıl olduğu 1600’lerden bu yana önemli ölçüde arttı. 2012’ye gelindiğinde, ortalama ABD yaşam beklentisi neredeyse 79’du. Artışın nedenleri arasında kanalizasyonlar ve diğer sanitasyon önlemleri, antibiyotikler, temiz su, soğutma, aşılar ve çocukların ve bebeklerin ölmesini önlemek için diğer tıbbi çabalar, iyileştirilmiş diyetler ve daha iyi sağlık hizmeti yer alıyor.

Bazı bilim insanları ortalama yaşam süresinin artmaya devam edeceğini öngörüyor, ancak birçoğu ortalamanın 90’ın çok üzerine çıkacağından şüphe ediyor. Ancak birkaçı çok daha uzun yaşam sürelerinin mümkün olduğunu söylüyor.

Cawthon, yaşlanmanın tüm süreçleri ortadan kaldırılsa ve oksidatif stres hasarı onarılsa, “bir tahmine göre insanların 1.000 yıl yaşayabileceği”ni söylüyor.

Kaynak için Buraya tıklayabilirsin.