Поддержание структурной целостности хромосом

Одно из возможных объяснений, пользующееся большой популярностью в настоящее время, связано с теломером — участком ДНК, расположенным на конце хромосомы (для читателей, которым хотелось бы представить себе человеческий теломер, отметим, что он состоит из нескольких тысяч повторяющихся структур TTAGGG).Часто приводят такую аналогию: если представить хромосому в виде шнурка, то теломер — это пластиковый наконечник на его конце, не позволяющий шнурку размахриться. Это подходящее сравнение, потому что теломеры, похоже, являются ключевым элементом при поддержании структурной целостности хромосом (см. Cong, Wright and Shay, 2002). Наиболее правдоподобная теория (хотя некоторые ее аспекты все еще являются предметом спора) гласит, что каждый раз, когда клетка делится, теломер укорачивается.
Когда теломер не может больше сокращаться, клетка прекращает делиться и умирает. Представляется, что эта теория соответствует иным доступным свидетельствам (Olovnikov, 1996) и поддерживается открытием того, что восстановление тело- мера продлевает жизнь клетки на период, который значительно больше предела Хайфлика (Johnson, Marciniak and Guarente, 1998). Кроме того, накапливаются данные о том, что укороченные теломеры провоцируют губительные возрастные изменения в организме, в частности в сердечно-сосудистой системе (например, Serrano and Andres, 2004). Однако, если множество исследований теломера подводит к выводу о том, что именно теломер вызывает изменения, можно утверждать и обратное. Например, Гарднер и др. (Gardner et al., 2005) показали, что укорачивание теломера связано с увеличением выработки инсулина и увеличением индекса массы тела. Таким образом, теломеры быстрее укорачиваются у тех, кто полнеет, и можно предположить (хотя нельзя утверждать, что это именно так), что набор веса ведет к укорачиванию теломера, а не наоборот.
Добавим, что поначалу казалось, что если бы было возможно найти способ увеличивать длину теломера, то это позволило бы увеличить ожидаемую продолжительность жизни клеток. Известно, что некоторые определенные типы клеток организма (главным образом сперматозоиды и яйцеклетки) практически бессмертны и, очевидно, могут реплицироваться бесконечно без каких-либо признаков деградации. Эти клетки используют теломеразу, энзим, который, в сущности, обе-спечивает сохранность длины теломера при копировании клетки. Однако другие, «нормальные» клетки не используют теломеразу подобным образом и поэтому обречены на смерть при достижении предела Хайфлика.
Использование теломеразы в качестве препарата, предотвращающего потерю клеток, могло бы на первый взгляд показаться идеальным средством против старения, но, к сожалению, тело- мераза также является ведущим компонентом в продуцировании многих типов рака. В сущности, по мере старения организма участки ДНК в клетках разрушаются либо за счет повторных ошибок при копировании отмирающих клеток в процессе замещения (вот почему в пожилом возрасте возрастает риск многих видов раковых заболеваний), либо в результате физического воздействия, например курения или радиации.