cd.cz.4
[...]
Starzenie się jest zegarem, który odmierza czas naszej wędrówki przez życie;
jeśli nawet śmierć wcześniej jej nie przerwie, i tak umrzemy, gdy on stanie.
Lecz skoro śmierć organizmu można ostatecznie wyjaśnić śmiercią pojedynczych
komórek, czym jest starzenie się na poziomie komórkowym? Jak starzeje się
komórka? Jak umiera wskutek starzenia? Powiedzieliśmy już, że ze wszystkich
komórek organizmu jedynie komórki rozrodcze są potencjalnie nieśmiertelne;
tylko one mogą cofnąć wskazówki zegara. Jak to robią? Są to jedne z
najważniejszych kwestii w badaniach nad starzeniem się, skupiające na sobie
wielkie zainteresowanie cytologów i biologów molekularnych. Istnieje wiele
teorii próbujących wyjaśnić biologiczne mechanizmy starzenia się. Można je
podzielić na dwie kategorie. Szkoła ("katastrofistów") utrzymuje, że mniej
więcej w momencie osiągnięcia przez organizm fizycznej dojrzałości, gdy jego
komórki przestają się dzielić, znacznemu spowolnieniu, lub nawet
zahamowaniu, ulega synteza różnych cząsteczek, z których są zbudowane. W
komórkach, które przechodzą wielokrotny podział, takich jak rozmnażające się
w ten sposób organizmy
1-komórkowe albo komórki rozwijającego sie embrionu lub małego dziecka,
cząsteczki te są stale odnawiane i części składowe każdej komórki pozostają
młode i zdrowe. Ale w dojrzałym organizmie, który osiągnął już kres rozwoju,
wyczerpują się też możliwosci stałej wymiany i odnowy komórkowej. Z czasem
cząsteczki najzwyczajniej zużyją się i nie będą już zdolne wykonywać swej
pracy. Gdy w końcu dostateczna liczba najważniejszych molekuł przestanie
działać, skutki dla komórki będą katastrofalne: jej struktura zacznie
erodować lub też nie będzie mogła spełniać swoich żywotnych funkcji, jak
wytwarzanie energii czy poruszanie się; mogą też zatrzymać się niektóre z
głównych pomp jej błony.
Druga szkoła ("programistów genetycznych") uważa, że odpowiedź tkwi głębiej.
Jeśli uznać, że wczesne stadia wzrostu i rozwoju , także zależne od czasu i
nieodwracalne, są sterowane genetycznie, to dlaczego nie przyjąć, że
podobnie sterowane są stadia późniejsze, wiodące do rozpadu i śmierci? Gdyby
poza tym była to wyłącznie kwestia zużywania się części, to jak wyjaśnić
ogromne różnice długości życia organizmów wielokomórkowych, zbudowanych z
tych samych podstawowych składników molekularnych? W końcu białka myszy i
człowieka niczym naprawdę się nie różnią. Dlaczego więc jedno zwierzę żyje 3
lata,
a drugie 80? W świecie organizmów wielokomórkowych śmierć jest zapewne zbyt
ważna, by pozostawić ją przypadkowi. Przypuszczalnie jest zaprogramowana
genetycznie, w taki sam sposób jak kolor oczu lub poziom cholesterolu.
W biologii często zdarza się tak, że gdy dwie szkoły wysuwają trafne i
przekonujące argumenty, zapewne obie mają rację. Dwa przedstawione
stanowiska nie wyłączają się wzajemnie. Cząsteczką, której zużycie musiałoby
najbardziej niepokoić, byłby zapewne DNA - skład wszystkich środków
sterowania genetycznego. Bezustannie grozi mu mutacja: albo wewnętrzna,
wynik błędów towarzyszącej podziałowi komórkowemu replikacji, albo wywołana
czynnikami zewnętrznymi, jak chemikalia lub promieniowanie. Dostęp do
haploidalnego DNA w przechodzących mejozę komórkach rozrodczych jest łatwy;
nietrudno go też naprawić, a komórki te są dosłownie załadowane potrzebnym
do tego sprzętem: enzymami reperującymi DNA. Komórki somatyczne są w nie
znacznie uboższe, szczególnie w miarę starzenia się, a ich DNA znacznie
trudniej naprawić. W rezultacie zaczynają się w nich stopniowo gromadzić
nie skorygowane mutacje. O ile zmutowany DNA uczestniczy w produkcji
potrzebnego komórce białka, o tyle bez trudu wytwarza też białko wadliwe,
zmniejszając tym samym zasoby białka prawidłowego. Szybkość akumulowania się
letalnych mutacji w różnych organizmach może zależeć od aktywności enzymów
reperujących DNA lub od szybkości spadania poziomu tych enzymów w komórkach
somatycznych; oba te czynniki mogą być zaprogramowane genetycznie.
[...]
Zauważyliśmy wcześniej, że potencjalna nieśmiertelność komórek rozrodczych
przypomina tę samą własność rozmnażających się bezpłciowo organizmów
jednokomórkowych i mikronukleusów niektórych Protoktista. Cechę tę być może
częściowo zawdzięczają zdolności usuwania ze swojego DNA szkodliwych
mutacji. Dziedzicami tych nieśmiertelnych komórek jesteśmy my; dlaczego więc
staliśmy się śmiertelni? Co dzieje się z potencjalnie nieśmiertelną
haploidalną komórką rozrodczą, gdy po zapłodnieniu łączy się z inną
potencjalnie nieśmiertelną haploidalną komórką rozrodczą, by stać się
diploidalną zygotą? Na czym polega "faza śmiertelności" założycielskiej
komórki, podejmującej budowę zupełnie nowej istoty, która będzie śmiertelna?
Czy traci nieśmiertelność, gdy dzieli się na dwie, potem cztery i osiem, czy
też obdziela nią równo swoje potomstwo, a może przekazuje ją tylko jednej
lub kilku komórkom, które pozostaną nieśmiertelne i z których w prostej
linii wywodzą się komórki płciowe nowego osobnika?
[...] cdn.