Hayflick limit

Hayflick limit vagy limit ( eng.  Hayflick limit ) – a szomatikus sejtosztódások számának határa, amelyet felfedezőjéről, Leonard Hayflickről neveztek el . 1961-ben [1] Hayflick megfigyelte, hogy a sejttenyészetben osztódó emberi sejtek körülbelül 50 osztódás után elpusztulnak, és az öregedés jeleit mutatják , amikor megközelítik ezt a határt.

Ezt a határt mind az emberek , mind más többsejtű szervezetek minden teljesen differenciált sejtjének tenyészetében megtalálták . A sejtosztódások maximális száma típusától függően eltérő, és még inkább eltér attól függően, hogy melyik szervezethez tartozik ez a sejt. A legtöbb emberi sejt esetében a Hayflick-határ 52 osztódás.

A Hayflick-határ a telomerek , a kromoszómák végén található DNS szakaszok méretének csökkenésével jár . Mint tudják, a DNS-molekula minden sejtosztódás előtt képes replikációra. Ugyanakkor a végein lévő telomerek minden sejtosztódás után lerövidülnek. A telomerek nagyon lassan rövidülnek - sejtciklusonként néhány (3-6) nukleotiddal, vagyis a Hayflick-határnak megfelelő osztódások számához mindössze 150-300 nukleotiddal rövidülnek. Így minél rövidebb a DNS „telomer farka”, annál több osztódáson ment keresztül, ami azt jelenti, hogy minél régebbi a sejt.

A sejtben van egy telomeráz enzim , amelynek aktivitása a telomerek meghosszabbítását, miközben meghosszabbítja a sejt élettartamát. Azok a sejtek, amelyekben a telomeráz működik ( ivarsejtek , rákos sejtek ) halhatatlanok. A közönséges (szomatikus) sejtekben, amelyekből a szervezet főként áll, a telomeráz „nem működik”, ezért a telomerek minden sejtosztódáskor lerövidülnek, ami végül a Hayflick-határon belüli halálához vezet, mert egy másik enzim a DNS-polimeráz - nem képes hogy replikálják a DNS-molekula végeit.

Jelenleg az öregedés epigenetikai elméletét javasolták, amely a telomer eróziót elsősorban a sejtrekombinázok aktivitásával magyarázza, amelyek a főként a mobil genomelemek életkorral összefüggő depressziója által okozott DNS-károsodás hatására aktiválódnak [2] . Amikor bizonyos számú osztódás után a telomerek teljesen eltűnnek, a sejt a sejtciklus egy bizonyos szakaszában lefagy, vagy beindul az apoptózis program  , a 20. század második felében felfedezett tervezett sejtpusztulás jelensége, amely megnyilvánul. a sejtméret csökkenésében és a sejtközi térbe jutó anyag mennyiségének minimalizálásában annak elpusztítása után.

A kísérlet elve

Elvileg a Leonard Hayflick által Paul Mooreheaddel együttműködve végzett kísérlet meglehetősen egyszerű volt: egyenlő arányban kevertek össze normál hím és női fibroblasztokat, amelyek különböztek az átadott sejtosztódások számában (férfi - 40 osztódás, nő - 10 osztódás). hogy a fibroblasztokat a jövőben meg lehet különböztetni egymástól. Ezzel párhuzamosan egy kontrollt helyeztünk el 40 napos hím fibroblasztokkal. Amikor a hím sejtek nem kevert kontroll populációja abbahagyta az osztódást, a kevert kísérleti tenyészet csak nőstény sejteket tartalmazott, mert már minden hím sejt elpusztult [3] . Ennek alapján Hayflick arra a következtetésre jutott, hogy a normál sejteknek korlátozott az osztódási képessége, ellentétben a rákos sejtekkel, amelyek halhatatlanok [4] . Tehát az alábbi megfigyelések alapján felmerült, hogy az úgynevezett "mitotikus óra" minden sejtben megtalálható:

  1. A normál humán magzati fibroblasztok tenyészetben csak korlátozott számú alkalommal képesek megkétszerezni a populációt;
  2. A kriogén kezelésen átesett sejtek „emlékeznek”, hogy hányszor osztódtak a fagyasztás előtt.

A jelenség biológiai jelentése

Jelenleg az a nézőpont dominál, amely a Hayflick-határt a többsejtű szervezetekben kialakult daganatképződés-elnyomó mechanizmus megnyilvánulásával köti össze. Más szavakkal, a tumorszuppresszor mechanizmusok, mint például a replikatív öregedés és az apoptózis, vitathatatlanul hasznosak a korai ontogenezisben és érettségben, de mellesleg öregedést okoznak [5] [6]  – korlátozzák az élettartamot a diszfunkcionális öregedés felhalmozódása miatt. sejtek vagy a funkcionálisak túlzott elhalása [7] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. Hayflick L., Moorhead PS The serial cultivation of human diploid cell strains Archivált : 2012. május 18., a Wayback Machine // Exp. Cell Res., 1961, v. 253. o. 585-621.
  2. Galitsky V.A. Az öregedés epigenetikai természete  (orosz)  // Tsitol. - 2009. - T. 51 . - S. 388-397 . Az eredetiből archiválva: 2013. június 15.
  3. L. Hayflick, PS Moorhead. Humán diploid sejttörzsek sorozatos tenyésztése  // Experimental Cell Research. - 1961-12-01. - T. 25 . - S. 585-621 . — ISSN 0014-4827 . Az eredetiből archiválva: 2016. december 20.
  4. JW Shay, W.E. Wright. Hayflick, az ő határa és a sejtöregedés  // Nature Reviews. Molekuláris sejtbiológia. — 2000-10-01. - T. 1 , sz. 1 . - S. 72-76 . — ISSN 1471-0072 . - doi : 10.1038/35036093 . Az eredetiből archiválva: 2016. december 20.
  5. Judith Campisi, Fabrizio d'Adda di Fagagna. Celluláris öregedés: amikor rossz dolgok történnek a jó sejtekkel  // Nature Reviews. Molekuláris sejtbiológia. — 2007-09-01. - T. 8 , sz. 9 . - S. 729-740 . — ISSN 1471-0080 . - doi : 10.1038/nrm2233 . Az eredetiből archiválva: 2016. december 20.
  6. Margaret A. Keyes, Eduardo Ortiz, Deborah Queenan, Ronda Hughes, Francis Chesley. A kutatásfinanszírozás stratégiai megközelítése: Az Egészségügyi Kutatási Ügynökség és a Minőségügyi Betegbiztonsági Kezdeményezés 2000-2004  // Előrelépések a betegbiztonságban: a kutatástól a megvalósításig (4. kötet: Programok, eszközök és termékek) / Kerm Henriksen, James B. Battles , Eric S. Marks, David I. Lewin. - Rockville (MD): Agency for Healthcare Research and Quality (USA), 2005-01-01. Archiválva az eredetiből 2018. június 11-én.
  7. Marlys Hearst Witte, Moriya Ohkuma, Mauro Andrade, Corradino Campisi, Franccesco Boccardo. A természet történelmi szakadéka: a limfológia 20. százada  // Limfológia. - 2005. - december 1. ( 38. évf. , 4. szám ). - S. 157-158 . — ISSN 0024-7766 . — PMID 16515223 . Az eredetiből archiválva: 2016. december 20.

Irodalom

Linkek