Читать книгу Кинь виклик старості. Як у 60 виглядати на 30 і почуватися на 18 - Элизабет Блэкберн - Страница 19

Із тієї мокрої рентгенівської плівки стало зрозуміло, що теломери складаються з повторюваних схем ДНК. Наша ДНК складається з двох паралельних переплетених ниток, які містять усього чотири типи будівельних блоків (нуклеотидів), позначені літерами A (аденін), T (тимін), C (цитозин) і G (гуанін). Пам’ятаєте, як у молодших класах ви повинні були на екскурсіях триматися за руки з однокласниками? Ці літери ДНК працюють за тією самою парною системою. А завжди утворює пару з T, а C – з G. Літери з першої нитки ДНК утворюють пари зі своїми партнерами з другої. Разом вони утворюють «пару основ», яка є одиницею вимірювання теломер.

У теломерах людини (як відкрили пізніше) перша нитка складається з повторюваних послідовностей TTAGGG, які спарені з AATCCC другої нитки, а обидві нитки ДНК закручені у формі подвійної спіралі.

Ці пари основ, повторювані тисячі разів, пропонують спосіб вимірювання довжини теломер. (Зверніть увагу, що деякі наші графіки вимірюють довжину теломер в умовних одиницях, що є просто іншим способом вимірювання.) Повторювана послідовність підкреслює відмінності між теломерами та рештою ДНК. Гени, що складаються з ДНК, мешкають у хромосомі. (Усередині клітини ми маємо 23 пари хромосом, загалом 46.) Саме ця генетична ДНК формує шаблон нашого організму, його інструкцію. Її парні літери створюють складні «речення», що розсилають інструкції для створення білків, які формують наше тіло. Генетична ДНК може допомогти визначити, як швидко битиметься наше серце, якого кольору будуть наші очі і чи матимемо ми довгі ноги та руки бігуна на великі дистанції. ДНК теломер інша. Насамперед, вона не мешкає всередині жодного гена. Вона розташована ззовні всіх генів, на самих краєчках хромосоми, яка містить гени. І, на відміну від генетичної ДНК, вона не працює як якийсь шаблон чи код. Вона більше схожа на фізичний буфер і захищає хромосому під час процесу поділу клітини. Немов дебелі гравці в американський футбол, які оточують квотербека, приймаючи на себе найсильніші атаки супротивника, теломери жертвують собою заради команди.

Рис. 8. Нитки теломер зблизька. Теломери розташовані на кінчиках хромосом. Нитка теломер містить повторювані послідовності основ TTAGGG, розташовані навпроти їхніх партнерів AATCCC. Що більше у нас цих послідовностей, то довші наші теломери. На цьому малюнку ми зобразили лише ДНК теломер, але насправді вона не гола, як тут, а вкрита захисним шаром білків

Цей захист дуже важливий. Коли клітини діляться й оновлюються, вони потребують доставки їхнього дорогоцінного вантажу генетичних інструкцій (генів) неушкодженим. Інакше, як би організм дитини знав, що має вирости високим і сильним? Як би ваші клітини знали, що мають породити особливості організму, завдяки яким ви почуваєтеся собою? Однак поділ клітин – це потенційно небезпечний час для хромосом та генетичного матеріалу всередині них. Без захисту хромосоми й генетичний матеріал, які вони несуть, могли б легко розплестися. Хромосоми могли б розірватися, злитися з іншими чи мутувати. Якби генетичні інструкції клітин калатало таким чином, результат був би катастрофічним. Адже мутація може призвести до порушення роботи клітин, смерті чи навіть переродження у ракові та стрімкого розмноження, внаслідок чого ви б, мабуть, прожили не дуже довго.

Теломери, які запечатують кінці хромосом, запобігають реалізації такого абсолютно неприйнятного сценарію. Саме такий сигнал посилають нам спеціальні повторювані послідовності ДНК теломер. Джек Шостак і я (Ліз) відкрили цю функцію на початку 1980-х років, коли я виділила послідовність теломер з тетрахімени, а Джек помістив її у клітину дріжджів. Теломери тетрахімени захищали хромосоми дріжджів під час поділу клітин, жертвуючи деякими власними парами основ.

Під час кожного поділу клітини її дорогоцінна «кодувальна ДНК» (утворена з генів) копіюється, щоб залишатись у безпеці й цілою. На жаль, з кожним поділом теломери втрачають пари основ з послідовностей на обох кінцях кожної хромосоми. Теломери мають тенденцію вкорочуватися з віком, коли наші клітини переживають дедалі більше поділів. Але ця тенденція не пряма траєкторія. Погляньте на графік нижче.

Рис. 9. Теломери вкорочуються з віком. З віком довжина теломер у середньому скорочується. Це зменшення найшвидше у ранньому дитинстві, а потім із віком має повільніший середній темп. Цікаво, що багато досліджень не виявляють зменшення довжини теломер у людей, трохи старших за 70 років. Побутує думка, що це через помилку тих, хто вижив, у тому сенсі, що ті, хто доживає до цього віку, зазвичай мають довші теломери. Їхні теломери, мабуть, були довшими все життя, починаючи від народження

У межах програми дослідження генів, середовища та здоров’я в мережах медичних центрів Kaiser Permanente вивчали довжину теломер слини 100 тисяч людей. У середньому вона ставала дедалі меншою, починаючи з 20 років і сягаючи мінімуму приблизно у 751. Цікаво, що після 75 довжина теломер залишалась однаковою чи навіть трохи зростала. Така тенденція, мабуть, не вказує на справжнє збільшення довжини, а лише створює його видимість, бо люди з коротшими теломерами до цього віку вже помирають (це називають помилкою тих, хто вижив, – у будь-якому дослідженні старіння найстаріші люди зазвичай найздоровіші). До 80 і 90 років доживають люди з довшими теломерами.