Τελομεράση

Τα χρωμοσώματα στα κύτταρά μας αποτελούνται το καθένα από μια μακρά ελικοειδή μορφή DNA που είναι τυλιγμένη γύρω από μια πρωτεΐνη που μοιάζει με σκαλωσιά. Τα άκρα κάθε χρωμοσώματος έχουν ένα ειδικό προστατευτικό κάλυμμα που καλείται τελομερές και περιέχει μια αλληλουχία βάσεων που συμβολίζεται ως TTAGGG. Παρότι το ένζυμο που αντιγράφει το DNA κατά την κυτταρική διαίρεση δεν μπορεί να αντιγράψει επακριβώς όλο το τμήμα του κάθε χρωμοσώματος, το τελομερές λειτουργεί συμπληρωματικά όσον αφορά σε αυτό το πιθανό πρόβλημα, γιατί τα άκρα αποτελούνται απλώς από την αλληλουχία TTAGGG, που μπορεί εν δυνάμει να επαναληφθεί 1.000 φορές. Εντούτοις, με κάθε κυτταρική διαίρεση, ένα τμήμα του τελομερούς χάνεται μέσω αυτής της διαδικασίας διάβρωσης και, όταν το τελομερές βραχυνθεί, το χρωμόσωμα δεν μπορεί πλέον να αντιγραφεί σε αυτά τα «γέρικα» κύτταρα. Πολλά κύτταρα του σώματος εισέρχονται σε μια κατάσταση γήρανσης (ανικανότητα να διαιρεθούν) έπειτα από περίπου 50 κυτταρικές διαιρέσεις σε ένα δοχείο καλλιέργειας.

Το 1984, ενώ μελετούσαν το μικροσκοπικό πρωτόζωο Tetrahymena, οι βιολόγοι Κάροι, Γκρέντερ και Ελίζαμπεθ Μπλάκμπερ ανακάλυψαν την τελομεράση, ένα ένζυμο με ένα τμήμα RNA που μπορεί να αντισταθμίσει τις συνέπειες της διάβρωσης των χρωμοσωμάτων και να επιμηκύνει τα τελομερή, επιστρέφοντας TTAGGG στα άκρα των χρωμοσωμάτων. Η δραστηριότητα της τελομεράσης είναι πολύ μικρή στα περισσότερα σωματικά (μη αναπαραγωγικά) κύτταρα, αλλά μπορεί να παρατηρηθεί στα εμβρυϊκά κύτταρα, στα γεννητικά κύτταρα των ενηλίκων (που παράγουν σπερματοζωάρια και ωάρια), στα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος και στα κύτταρα των όγκων – εκ των οποίων όλα μπορούν να διαιρούνται κανονικά. Αυτές οι ανακαλύψεις υποδηλώνουν τη σχέση ανάμεσα στη δραστηριότητα της τελομεράσης και στη γήρανση και στον καρκίνο. Επομένως, διενεργούνται διάφορα πειράματα για να διαπιστωθεί αν μπορεί να ενεργοποιηθεί ή να απενεργοποιηθεί η τελομεράση, ούτως ώστε στην πρώτη περίπτωση να αυξηθεί το προσδόκιμο ζωής (καθιστώντας τα κύτταρα αθάνατα) και στη δεύτερη να εμποδιστεί ο καρκίνος (μετατρέποντας τα αθάνατα, διαρκώς διαιρούμενα κύτταρα σε θνητά). Διάφορες ασθένειες πρόωρης γήρανσης στον άνθρωπο σχετίζονται με τα βραχέα τελομερή, ενώ έχει διαπιστωθεί η ενεργοποίηση της τελομεράσης στην πλειονότητα των ανθρώπινων όγκων. Ας σημειωθεί ότι ο μονοκύτταρος οργανισμός Tetrahymena, που απαντάται στο γλυκό νερό, έχει ενεργή τελομεράση, μπορεί να διαιρείται επ’ αόριστον – και είναι στην ουσία αθάνατος.

Οι Γκρέντερ και Μπλάκμπερ γράφουν, «Στις αρχές της δεκαετίας του 1980, οι επιστήμονες δεν θα έμπαιναν στη διαδικασία να προσδιορίσουν πιθανές θεραπείες κατά του καρκίνου, μελετώντας τη διατήρηση των χρωμοσωμάτων στο Tetrahymena … Κατά τη μελέτη της φύσης, κανείς δεν μπορεί να προβλέψει πότε και πού θα αποκαλυφθούν θεμελιώδεις διαδικασίες της».