端粒:什么导致生物衰老?
时间:2020-09-14 11:55:15 (次浏览 )
每次细胞分裂时,染色体末端的DNA链就会变短一些。在我们的一生中,我们体内的细胞都遭受了巨大的打击。紫外线,不良饮食和酒精等环境因素以及包括压力在内的心理因素正使我们的细胞面临遭受重大损害的风险。
这些因素会破坏我们细胞中的DNA,使我们容易患上癌症和其他疾病。
但是,幸运的是,我们拥有复杂的生物系统来抵抗这种破坏。这些机制之一涉及细胞衰老,以确保单个细胞在死亡前存活一定时间。
端粒是我们染色体末端的DNA和蛋白质片段。每次细胞分裂时,这些延伸自然会变短。一旦端粒长度达到特定的截止点,细胞就会衰老,这意味着它不再分裂并随后死亡。
端粒如何工作?为什么有些人比另一些人更快?
如前所述,端粒是染色体末端的结构,由DNA和蛋白质的片段组成。当细胞分裂时,染色体被复制,每个子细胞都继承相同的对。
但是我们的细胞在复制DNA 方面存在重大问题。负责该过程的酶称为DNA聚合酶,可以很容易地在染色体中复制一条DNA链,但是另一条链的复制要复杂得多。
这种现象的原因是DNA分子是定向的,这意味着双螺旋的两条链以相反的方向延伸。
DNA聚合酶可以产生一条连续的DNA链,该DNA链正向运行,但是当这种机械必须向后运动时,它就会缠结在一起。相反,会产生正向的短片段,然后通过其他酶将其连接在一起。
当涉及到我们染色体的远端时,反向链或滞后链的最后一段无法复制。科学家称此为“最终复制问题”。其结果是随着每一轮细胞分裂,端粒DNA延伸的逐渐缩短。
这也意味着一条DNA链比另一条链稍长。这实际上是一件好事。它允许自由的DNA链卷曲并塞入现有的双链DNA中,形成保护环。
随着端粒的缩短,细胞衰老。科学家认为,这是一种自然防御机制,可以阻止积累了太多损伤的细胞转变为潜在的癌细胞。
端粒长度可以用来表示一个人的生物学年龄(不同于年龄)。现在,科学家们知道,许多因素,包括体育锻炼,睡眠,抑郁和某些基因突变,都与端粒长度减少有关,并因此而导致生物早衰。
例如,最近发表在《儿科学》杂志上的一项研究表明,失去父亲的孩子的端粒明显较短。
同样,发表在2017年9月《精神病学杂志》上的系统评价还显示,童年时期的逆境(包括暴力,机构化和贫困)与端粒短小之间存在关联。
端粒长度是生物衰老的标志还是其老化的原因尚待观察。但是限制与端粒长度负相关的因素可能有助于更年轻的生物学年龄。
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