Возраст ни при чем. Как заставить мозг быстро думать и много помнить

Оконечности хромосом чрезвычайно важны для нашей истории о выживании клеток. Они созданы как особые структуры, которые состоят из ДНК и белковой каши. Все вместе это называется теломер. ДНК в теломере состоит из повторяющихся сегментов, а белок служит для воспрепятствования очень важной функции, которую мы обсудим через минуту.

Как и все живые существа, клетки склонны к воспроизводству, хотя большинство клеток делает это в апатичной и асексуальной манере. Этот процесс называется митоз. Митоз начинается, когда клетка копирует свою ДНК, то есть удваивает хромосомы. Крошечные ксероксы выполняют свою работу, проходя по всей длине хромосомы и добросовестно дублируя все, что они видят, пока не достигают конца. После окончания клетка делится пополам, создавая «дочерние клетки». Каждая «дочь» получает одну из двух идентичных хромосом.

Есть лишь одна досадная проблема, связанная с этим копировальным механизмом. Когда ксерокс достигает окончания хромосомы, он сталкивается с вязким теломером. Механизм застревает и не может воспроизвести этот последний крошечный кусочек ДНК. Что происходит дальше? Механизм прекращает попытки и останавливается. Этот последний фрагмент ДНК не воспроизводится. Капитуляция происходит так же неизменно, как и «зажевывание» бумаги в принтере. Это происходит со всеми хромосомами и случается каждый раз, когда клетка воспроизводит себя. Поскольку некоторые клетки воспроизводятся каждые семьдесят два часа, оконечности хромосом становятся все короче с каждой неделей. Теперь исследователи знают, что эта последовательная ампутация работает как разновидность «часов Судного дня»: когда теломеры укорачиваются до предела, клетка сдается и умирает.

Этот обратный отсчет лежит в основе предела Хэйфлика. Это часть репликометра. И это может объяснить, почему мы проживаем на Земле лишь определенное количество лет.

Помощь уже в пути

Клетки знают об этих тикающих часах, подобно заключенному, который сидит в камере для смертников. С учетом того, как высоки ставки, вы можете догадаться, что клетки проводят проверки и сводят балансы для предотвращения смертоносной эрозии теломеров. И вы будете правы. Многие клетки обладают энзимом (белковым катализатором), который называется теломераза. Его единственная задача состоит в том, чтобы находить молекулярные обрубки хромосом и наращивать их, добавляя «протезированные» последовательности теломеров. Но теломераза, как и федеральное правительство, не очень хорошо справляется со своей работой, поэтому смертоносные часы продолжают ход в большинстве клеток. На самом деле это хорошо. Если бы теломеразе было дозволено наращивать концы каждого обрубка, то не было бы сигнала «ваше время истекло». Клеточное воспроизведение стало бы неконтролируемым, и пока клетки получали бы достаточно питательных веществ, они бы не умирали. Они были бы бессмертными. У нас есть название для бесконтрольно размножающихся клеток. Мы называем их раковыми клетками. Теперь вы понимаете, почему я мог работать с клетками Генриетты Лакс через полвека после ее смерти. Рак делает клеточную смерть необязательной.

Как я говорил, стоит быть благодарными за то, что большинство клеток не предоставляет теломеразе полную свободу действий (она даже недоступна в некоторых клетках). Но следствием этого является ограниченный срок жизни клеток, клеточных тканей, а в итоге – нас с вами. Это приводит к довольно странному выводу. В извращенной логике биохимического выживания смерть является естественным способом спасения от рака.

Важно понимать, что такое теломеры и теломераза. Элизабет Блэкберн и ее коллеги получили Нобелевскую премию за это открытие. Вероятно, между долголетием и теломеразой существует связь, еще не вполне понятная для нас. Но когда речь заходит о практическом увеличении жизненного срока, мы еще и близко не подошли к использованию генетических методов, позволяющих людям доживать до пятисот лет. Мы до сих пор работаем над тем, как позволить большинству из нас пережить годовщину своего столетия.

Расцвет и падение генов долголетия