Tutte le cellule hanno una durata di vita programmata mediante la quale vengono sintetizzate, moltiplicate e alla fine subiscono l’apoptosi (morte cellulare) quando non sono più funzionali.
Spesso aiuta a pensare alla replicazione cellulare come a una macchina fotocopiatrice vecchio stile: più una cellula copia se stessa, più l’immagine diventa sfocata e disallineata. Nel tempo, il materiale genetico della cellula (DNA) inizia a fratturarsi e la cellula stessa diventa una pallida copia dell’originale.
Quando ciò accade, la morte cellulare programmata consente a una nuova cella di prendere il sopravvento e mantenere i sistemi in esecuzione.
Il numero di volte in cui una cella può dividersi è delimitato da un fenomeno noto come limite di Hayflick. Questo descrive l’azione con cui il processo di divisione (noto come mitosi) degrada progressivamente il materiale genetico, in particolare la parte del DNA chiamata telomero.
Il limite di Hayflick stabilisce che la cellula media si dividerà tra 50 e 70 volte prima dell’apoptosi.
Comprensione dei telomeri
I cromosomi sono strutture filiformi situate all’interno del nucleo di una cellula. Ogni cromosoma è fatto di proteine e una singola molecola di DNA.
A ciascuna estremità di un cromosoma c’è un telomero che le persone spesso confrontano con le punte di plastica alle estremità di un laccio. I telomeri sono importanti perché impediscono ai cromosomi di disfarsi, di attaccarsi l’un l’altro o di fondersi in un anello.
Ogni volta che una cellula si divide, il DNA a doppio filamento si separa per consentire la copia delle informazioni genetiche.
Quando ciò accade, la codifica del DNA viene duplicata ma non il telomero. Quando la copia è completa e inizia la mitosi, il luogo in cui la cellula viene frammentata si trova sul telomero.
Come tale, con ogni generazione di cellule, il telomero si accorcia e si accorcia fino a quando non riesce più a mantenere l’integrità del cromosoma.
È allora che si verifica l’apoptosi.
Relazione dei telomeri con invecchiamento e cancro
Gli scienziati possono utilizzare la lunghezza di un telomero per determinare l’età di una cellula e quante altre repliche ha lasciato. Mentre la divisione cellulare rallenta, subisce un progressivo deterioramento noto come senescenza, che comunemente chiamiamo invecchiamento. La senescenza cellulare spiega perché i nostri organi e tessuti iniziano a cambiare via via che invecchiamo. Alla fine, tutte le nostre cellule sono "mortali" e soggette alla senescenza.
Tutto, cioè, tranne uno. Le cellule tumorali sono il tipo di una cellula che può essere veramente considerata "immortale". A differenza delle cellule normali, le cellule tumorali non subiscono la morte programmata delle cellule, ma possono continuare a moltiplicarsi senza fine.
Questo, in sé e per sé, sconvolge l’equilibrio della replicazione cellulare nel corpo. Se un tipo di cella è autorizzato a replicare deselezionato, può soppiantare tutti gli altri e minare le funzioni biologiche chiave. Questo è quello che succede con il cancro e perché queste cellule "immortali" possono causare malattie e morte.
Si ritiene che il cancro si verifichi perché una mutazione genetica può innescare la produzione di un enzima, noto come telomerasi, che impedisce ai telomeri di accorciarsi.
Mentre ogni cellula del corpo ha il codice genetico per produrre la telomerasi, solo alcune cellule effettivamente ne hanno bisogno.
Gli spermatozoi, ad esempio, hanno bisogno di spegnere l’accorciamento dei telomeri per ottenere più di 50 copie di se stessi; altrimenti, la gravidanza non potrebbe mai verificarsi.
Se un incidente genetico attiva involontariamente la produzione di telomerasi, può causare la moltiplicazione di cellule anormali e la formazione di tumori. Si ritiene che man mano che i tassi di aspettativa di vita continueranno a crescere, le probabilità che ciò accada non solo aumenteranno, ma alla fine diventeranno inevitabili.
