Telomere

Telomere sind repetitive DNA-Sequenzen an den Enden von linearen Chromosomen. Sie dienen als Schutzkappen für die Chromosomen, ähnlich den Kunststoffkappen am Ende von Schnürsenkeln. Die Hauptfunktion der Telomere besteht darin, die strukturelle Integrität der Chromosomen während der zellulären Replikation zu erhalten und sicherzustellen. Dadurch kann die genetische Information vollständig repliziert werden.

Bei jeder Zellteilung verkürzen sich die Telomere aufgrund des unvollständigen Kopiervorgangs der DNA an den Enden der Chromosomen. Dieser Vorgang ist eine natürliche Folge des Reproduktionszyklus von Zellen. Wenn die Ts eine kritische Länge erreichen, stoppt die Zellteilung, und die Zelle tritt in einen Zustand, der als zelluläre Seneszenz bekannt ist, ein, oder sie durchläuft den programmierten Zelltod (Apoptose). Dieser Mechanismus dient als Schutzmechanismus, um sicherzustellen, dass beschädigte oder alternde Zellen nicht weiter repliziert werden, was wichtig ist, um die genetische Stabilität und die Gesundheit der Gewebe aufrechtzuerhalten.

Telomere und Telomerase:

Die Aktivität des Enzyms Telomerase kann die Länge der Telomere beeinflussen. Telomerase ist in der Lage, Telomere zu verlängern und somit den Verkürzungsprozess bei jeder Zellteilung zu kompensieren. Telomerase wird besonders in sich schnell teilenden Zellen wie embryonalen Zellen und Stammzellen exprimiert. In vielen somatischen Zellen, die den größten Teil des Körpers ausmachen, wird jedoch nur wenig oder keine Telomerase produziert, was zu einer allmählichen Verkürzung der Telomere im Laufe des Lebens führt.

Die Forschung hat ein starkes Interesse in Bezug auf den Alterungsprozess und altersbedingte Krankheiten geweckt. Eine Verkürzung wurde mit verschiedenen Gesundheitsproblemen in Verbindung gebracht: während die Aktivierung von Telomerase als mögliche Strategie zur Verjüngung und zur Behandlung altersbedingter Erkrankungen erforscht wird.

Was sind Telomere:

Telomere sind die Enden der Chromosomen und spielen eine wesentliche Rolle beim Schutz ihrer Integrität während der zellulären Replikation. Ein allgemeiner Vergleich ist, dass sie wie die Kunststoffkappen am Ende von Schnürsenkeln sind, die die Schnürsenkel zusammenhalten. Telomere werden durch Wiederholungen einer DNA-Sequenz gebildet, zusammen mit assoziierten Proteinen.

Von den US-National Institutes of Health gibt es mehr als 25.000 veröffentlichte wissenschaftliche Studien über Telomere, allein in den USA. Die Pionierarbeit zu Telomeren wurde mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Das wissenschaftliche Interesse und die Beobachtungen nehmen zu, und unser Wissen über die Bedeutung der gesundheitlichen Telomere wächst. Telomere haben starke Verbindungen zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Osteoarthritis, Osteoporose, vaskulärer Demenz, Lungenfibrose, schweren depressiven Erkrankungen, einigen Krebsarten, Unfruchtbarkeit, Diabetes Typ 2 und ZNS-Erkrankungen. Die Verkürzung der Telomere ist auch mit anderen Lebensstilen und Verhaltensweisen verbunden, wie Rauchen, Übergewicht, Stress und sitzender Lebensweise. Studien haben gezeigt, dass Personen, die Gewalt ausgesetzt waren, signifikant kürzere Telomere haben. Viele Studien zeigen nun, dass positive Gesundheitspraktiken, wie Omega-3-Fischöle, Bewegung, Meditation, Stressresistenz und eine gesunde Ernährung, positive Auswirkungen auf die Verkürzung der Telomere haben.

Chromosomen und Telomere:

Chromosomen sind stabförmige Strukturen aus Desoxyribonukleinsäure (DNA), dem genetischen Material, das die Bausteine des Lebens enthält. Die DNA trägt einen speziellen Code, der unserem Körper Anweisungen gibt, wie er wächst, sich entwickelt und funktioniert. Diese Anweisungen sind in Einheiten angeordnet, die als Gene bezeichnet werden. Chromosomen dienen als Speicher für dieses wichtige Material und teilen sich periodisch mit den Zellen. Damit erstellen sie Kopien der enthaltenen DNA. In Organismen mit Zellkernen, bekannt als Eukaryoten, befinden sich die Chromosomen im Zellkern. Die meisten dieser Organismen haben eine Reihe von Chromosomen, die paarweise auftreten. In Strukturzellen enthält jede Zelle einen vollständigen Satz von Chromosomen, was als diploide Form bekannt ist. In Zellen für die sexuelle Fortpflanzung, wie Ei- oder Samenzellen, speichert jede Zelle nur die Hälfte des genetischen Materials der Eltern in haploider Form, um sicherzustellen, dass jeder Elternteil eine Kopie seiner Gene weitergibt.

Warum sind sie wichtig:

Die Zellen hören auf, sich zu duplizieren, wenn sie zu kurz werden. Daher ist die Telomerlänge ein ausgezeichneter Biomarker für die Gewebeerneuerungsfähigkeit und somit auch für den organischen Alterungsprozess.

Die Telomerlänge variiert innerhalb jeder einzelnen Zelle, da jedes Chromosomenende eine andere Länge der Telomere aufweist. Die durchschnittliche Länge der Telomere ist der Mittelwert aller betrachteten Telomere. Da die Verteilung der Telomerlängen in den Zellen nicht symmetrisch ist, ist die mediane Telomerlänge repräsentativer als der Mittelwert.

Die mittlere Länge der Telomere repräsentiert das 50. Perzentil in der Verteilung der Zelltelomerlängen. Im Gegensatz dazu gibt das 20. Perzentil die Länge der Telomere an, die unterhalb derjenigen 20% der beobachteten liegen. Dadurch wird der Prozentsatz der kurzen Telomere in den Zellen geschätzt. Dies ist wichtig, weil wissenschaftliche Beweise zeigen, dass die kurzen Telomere für die Entstehung des Alterns verantwortlich sind. Dies liegt daran, dass kritisch kurze dauerhafte und schädliche Schäden an der Zelle verursachen. Ausser man repariert sie. Daher können wir vorzeitig beurteilen, ob die Ts für ein bestimmtes chronologisches Alter zu kurz sind, und Techniken verwenden, die die Quantifizierung der Häufigkeit kurzer Telomere ermöglichen.

Ihre Rolle im biologischen Alter:

Wie ist die Beziehung zwischen dem biologischen und dem chronologischen Alter, und was können wir von unseren Telomeren lernen?

Nicht alle Individuen altern im gleichen Tempo, obwohl sie das gleiche chronologische Alter haben. Daher ist es wichtig, molekulare Marker zu identifizieren, die den Grad des Alterns des Organismus schätzen. Diese Informationen sind gleichermaßen nützlich für Gesundheitsfachleute und Einzelpersonen. Damit erkennt man frühzeitig Entwicklungen altersbedingter Probleme, um Veränderungen im Lebensstil zu berücksichtigen. (Zum Beispiel haben Rauchen und Übergewicht gezeigt, dass der Telomerabrieb beschleunigt wird, während Bewegung und eine gute Ernährung ihn verlangsamen.) Es ermöglicht auch, unsere Telomer-Dynamik im Laufe der Jahre genau zu verfolgen und von potenziellen Telomerase-Aktivatoren zu profitieren. Vielfache Beweise zeigen, dass die Länge der Telomere ein guter Indikator für den Grad des Alterns des Organismus ist.

Was verkürzt Telomere?

Genetik und Lebensstil sind grundlegende Faktoren, die die Länge der Ts und die Geschwindigkeit der Verkürzung beeinflussen. Bestimmte Lebensgewohnheiten stehen deutlich in Zusammenhang damit, ob Telomere länger oder kürzer sind. Zum Beispiel haben Rauchen, Übergewicht und psychischer Stress nachweislich zu einem erhöhten oxidativen Stress und Entzündungen beigetragen. Das wiederum zu einer stärkeren Telomerabnutzung im Laufe des Lebens führt. Andere Faktoren wie Ernährung, Bewegung und Schlaf beeinflussen die biologischen Auswirkungen des Alterns. Derzeit werden Therapien auf der Grundlage von Telomerase-Aktivierung entwickelt, um Verjüngungseffekte zu erzielen. Die Messung der Telomerlänge wird notwendig sein, um festzustellen, ob diese Therapien effektiv die Länge der Telomere verbessern.