क्या टेलोमेरेस एजिंग की कुंजी हैं?

एक कोशिका के केंद्रक के अंदर, हमारे जीन डीएनए के मुड़े हुए, दोहरे फंसे हुए अणुओं के साथ व्यवस्थित होते हैं जिन्हें क्रोमोसोम कहा जाता है। गुणसूत्रों के सिरों पर टेलोमेरेस कहे जाने वाले डीएनए के फैलाव होते हैं, जो हमारे आनुवंशिक डेटा की रक्षा करते हैं, कोशिकाओं को विभाजित करना संभव बनाते हैं, और कुछ रहस्य रखते हैं कि हम कैसे उम्र और कैंसर प्राप्त करते हैं।

टेलोमेरेस की तुलना जूते के फीतों पर लगी प्लास्टिक की युक्तियों से की गई है, क्योंकि वे क्रोमोसोम के सिरों को एक-दूसरे से चिपके रहने और टूटने से बचाते हैं, जो किसी जीव की आनुवंशिक जानकारी को नष्ट कर देगा।

फिर भी, हर बार जब कोई कोशिका विभाजित होती है, तो टेलोमेरेस छोटे हो जाते हैं। जब वे बहुत कम हो जाते हैं, तो कोशिका विभाजित नहीं हो सकती; यह निष्क्रिय या "सीनसेंट" हो जाता है या यह मर जाता है। यह छोटा करने की प्रक्रिया उम्र बढ़ने, कैंसर और मृत्यु के उच्च जोखिम से जुड़ी है। इसलिए टेलोमेरेस की तुलना बम फ्यूज से भी की गई है।

कोशिकाएं सामान्य रूप से केवल लगभग 50 से 70 बार विभाजित हो सकती हैं, टेलोमेरेस उत्तरोत्तर छोटे होते जाते हैं जब तक कि कोशिकाएं जीर्ण हो जाती हैं या मर जाती हैं।

टेलोमेरेस उन ऊतकों में छोटा नहीं होता है जहां कोशिकाएं लगातार विभाजित नहीं होती हैं, जैसे कि हृदय की मांसपेशी।

क्रोमोसोम में टेलोमेरेस क्यों होते हैं?

टेलोमेरेस के बिना, गुणसूत्र का मुख्य भाग - जीवन के लिए आवश्यक जीन वाला हिस्सा - एक कोशिका के विभाजित होने पर हर बार छोटा हो जाएगा। तो टेलोमेरेस जीन को खोए बिना कोशिकाओं को विभाजित करने की अनुमति देते हैं। नई त्वचा, रक्त, हड्डी और अन्य कोशिकाओं के विकास के लिए कोशिका विभाजन आवश्यक है।

टेलोमेरेस के बिना, गुणसूत्र के सिरे एक साथ जुड़ सकते हैं और कोशिका के आनुवंशिक खाके को दूषित कर सकते हैं, संभवतः खराबी, कैंसर या कोशिका मृत्यु का कारण बन सकते हैं। क्योंकि टूटा हुआ डीएनए खतरनाक होता है, एक कोशिका में गुणसूत्र क्षति को समझने और मरम्मत करने की क्षमता होती है। टेलोमेरेस के बिना, गुणसूत्रों के सिरे टूटे हुए डीएनए की तरह दिखेंगे, और कोशिका कुछ ऐसा ठीक करने की कोशिश करेगी जो टूटा नहीं था। वह भी उन्हें विभाजित करना बंद कर देगा और अंत में मर जाएगा।

हर बार कोशिका विभाजित होने पर टेलोमेरेस छोटे क्यों हो जाते हैं?

एक कोशिका विभाजित होने से पहले, यह अपने गुणसूत्रों की प्रतियां बनाती है ताकि दोनों नई कोशिकाओं में समान अनुवांशिक सामग्री हो। प्रतिलिपि बनाने के लिए, एक गुणसूत्र के दो डीएनए स्ट्रैंड्स को खोलना और अलग होना चाहिए। एक एंजाइम (डीएनए पोलीमरेज़) फिर दो नए स्ट्रैंड बनाने के लिए मौजूदा स्ट्रैंड को पढ़ता है। यह आरएनए के छोटे-छोटे टुकड़ों की मदद से प्रक्रिया शुरू करता है। जब प्रत्येक नया मिलान स्ट्रैंड पूरा हो जाता है, तो यह आरएनए के इस छोटे से टुकड़े के लिए अंत में आवश्यक कमरे की वजह से मूल स्ट्रैंड से थोड़ा छोटा होता है। यह किसी ऐसे व्यक्ति की तरह है जो खुद को कोने में पेंट करता है और कोने को पेंट नहीं कर सकता।

टेलोमेरेस टेलोमेर शॉर्टिंग का प्रतिकार करता है

टेलोमेरेज़ नाम का एक एंजाइम टेलोमेरेस के सिरों पर क्षार जोड़ता है। युवा कोशिकाओं में, टेलोमेरेस टेलोमेरेस को बहुत अधिक पहनने से रोकता है। लेकिन जैसे-जैसे कोशिकाएं बार-बार विभाजित होती हैं, पर्याप्त टेलोमेरेस नहीं होता है, इसलिए टेलोमेरेस छोटे हो जाते हैं और कोशिकाएं उम्र बढ़ने लगती हैं।

टेलोमेरेज़ शुक्राणु और अंडों में सक्रिय रहता है, जो एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी में पारित होते हैं। यदि प्रजनन कोशिकाओं में उनके टेलोमेरेस की लंबाई बनाए रखने के लिए टेलोमेरेस नहीं होता, तो ऐसी कोशिकाओं वाला कोई भी जीव जल्द ही विलुप्त हो जाएगा।

टेलोमेरेस और उम्र बढ़ने

यूटा विश्वविद्यालय के आनुवंशिकीविद् रिचर्ड काथॉन और उनके सहयोगियों ने पाया कि छोटे टेलोमेरेस छोटे जीवन से जुड़े होते हैं। 60 वर्ष से अधिक उम्र के लोगों में, छोटे टेलोमेरेस वाले लोगों में हृदय रोग से मरने की संभावना तीन गुना और संक्रामक बीमारी से मरने की संभावना आठ गुना अधिक थी।

जबकि टेलोमेयर छोटा होना उम्र बढ़ने की प्रक्रिया से जुड़ा हुआ है, यह अभी तक ज्ञात नहीं है कि क्या छोटे टेलोमेरेस उम्र बढ़ने का संकेत हैं - जैसे भूरे बाल - या वास्तव में उम्र बढ़ने में योगदान करते हैं।

यदि टेलोमेरेस कैंसर कोशिकाओं को अमर बना देता है, तो क्या यह सामान्य कोशिकाओं को उम्र बढ़ने से रोक सकता है? क्या हम टेलोमेरेस के साथ टेलोमेरेस की लंबाई को संरक्षित या पुनर्स्थापित करके जीवनकाल बढ़ा सकते हैं? यदि हां, तो क्या इससे हमें कैंसर होने का खतरा बढ़ जाएगा?

वैज्ञानिक अभी निश्चित नहीं हैं। लेकिन वे मानव कोशिकाओं को उनकी सामान्य सीमा से कहीं अधिक विभाजित करने के लिए लैब में टेलोमेरेस का उपयोग करने में सक्षम हैं, और कोशिकाएं कैंसर नहीं बनती हैं।

यदि हम मानव कोशिकाओं को "अमर" करने के लिए टेलोमेरेस का उपयोग करते हैं, तो हम प्रत्यारोपण के लिए बड़े पैमाने पर कोशिकाओं का उत्पादन करने में सक्षम हो सकते हैं, जिसमें मधुमेह का इलाज करने के लिए इंसुलिन-उत्पादक कोशिकाएं, पेशी डिस्ट्रॉफी के इलाज के लिए मांसपेशी कोशिकाएं, कुछ प्रकार के गठिया के लिए उपास्थि कोशिकाएं और त्वचा कोशिकाएं शामिल हैं। गंभीर जलन और घावों को ठीक करना। प्रयोगशाला में विकसित सामान्य मानव कोशिकाओं की असीमित आपूर्ति से नई दवाओं और जीन उपचारों के परीक्षण के प्रयासों में भी मदद मिलेगी।

उम्र बढ़ने में टेलोमेरेस की कितनी बड़ी भूमिका है?

मनुष्यों जैसी कुछ दीर्घजीवी प्रजातियों में टेलोमेरेस होते हैं जो चूहों जैसी प्रजातियों की तुलना में बहुत छोटे होते हैं, जो केवल कुछ वर्षों तक जीवित रहते हैं। कोई नहीं जानता क्यों। लेकिन यह इस बात का प्रमाण है कि अकेले टेलोमेरेस जीवन काल को निर्धारित नहीं करते हैं।

अध्ययनों में पाया गया कि जब लोगों को टेलोमेयर की लंबाई के आधार पर दो समूहों में विभाजित किया जाता है, तो लंबे टेलोमेरेस वाले आधे लोग छोटे टेलोमेरेस वाले लोगों की तुलना में औसतन पांच साल अधिक जीवित रहते हैं। इस अध्ययन से पता चलता है कि छोटे टेलोमेरेस वाले लोगों में टेलोमेरेस की लंबाई बढ़ाकर पांच साल तक जीवनकाल बढ़ाया जा सकता है।

लंबे टेलोमेरेस वाले लोग अभी भी उम्र बढ़ने के साथ टेलोमेयर को छोटा करने का अनुभव करते हैं। टेलोमेयर को छोटा करने से पूरी तरह रोककर हमारे जीवनकाल में कितने साल जोड़े जा सकते हैं? अध्ययन 10 साल और शायद 30 साल मानते हैं।

60 साल की उम्र के बाद मौत का खतरा हर 8 साल में दोगुना हो जाता है। तो एक 68 वर्षीय व्यक्ति के पास 60 वर्षीय व्यक्ति की तुलना में एक वर्ष के भीतर मरने की दोगुनी संभावना है। काथॉन के अध्ययन में पाया गया कि टेलोमेयर की लंबाई में अंतर उस अंतर का केवल 4% था। और जबकि अंतर्ज्ञान हमें बताता है कि वृद्ध लोगों में मृत्यु का उच्च जोखिम होता है, केवल 6% विशुद्ध रूप से कालानुक्रमिक आयु के कारण होता है। जब टेलोमेयर की लंबाई, कालानुक्रमिक आयु और लिंग संयुक्त होते हैं (महिलाएं पुरुषों की तुलना में अधिक समय तक जीवित रहती हैं), वे कारक 60 वर्ष से अधिक आयु के मरने के जोखिम में भिन्नता का 37% हिस्सा हैं। तो अन्य 63% का क्या कारण है?

उम्र बढ़ने का एक प्रमुख कारण "ऑक्सीडेटिव तनाव" है। यह डीएनए, प्रोटीन और लिपिड (वसा) को ऑक्सीडेंट के कारण होने वाली क्षति है, जो ऑक्सीजन युक्त अत्यधिक प्रतिक्रियाशील पदार्थ हैं। जब हम सांस लेते हैं तो ये ऑक्सीडेंट सामान्य रूप से उत्पन्न होते हैं, और सूजन, संक्रमण और शराब और सिगरेट के सेवन से भी उत्पन्न होते हैं। एक अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने कृमियों को दो पदार्थों के संपर्क में लाया जो ऑक्सीडेंट को बेअसर करते हैं, और कृमियों के जीवनकाल में औसतन 44% की वृद्धि हुई।

उम्र बढ़ने का एक अन्य कारक "ग्लाइकेशन" है। ऐसा तब होता है जब ग्लूकोज, मुख्य चीनी जिसे हम ऊर्जा के रूप में उपयोग करते हैं, हमारे कुछ डीएनए, प्रोटीन और लिपिड से बंध जाता है, जिससे वे अपना काम करने में असमर्थ हो जाते हैं। जैसे-जैसे हम बड़े होते जाते हैं, यह समस्या और भी बदतर होती जाती है, जिससे शरीर के ऊतकों में खराबी आ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप बीमारी और मृत्यु हो जाती है। ग्लाइकेशन समझा सकता है कि प्रयोगशाला जानवरों में अध्ययन से संकेत मिलता है कि कैलोरी सेवन को सीमित करने से जीवनकाल बढ़ जाता है।

सबसे अधिक संभावना ऑक्सीडेटिव तनाव, ग्लाइकेशन, टेलोमेयर शॉर्टनिंग, और कालानुक्रमिक आयु - विभिन्न जीनों के साथ - सभी उम्र बढ़ने का कारण बनने के लिए मिलकर काम करते हैं।

डिस्केरटोसिस कोजेनिटा नाम की बीमारी वाले लोगों में टेलोमेरेस होते हैं जो सामान्य से बहुत जल्दी कम हो जाते हैं। ये लोग समय से पहले बुढ़ापा और मौत को झेलते हैं। वे जानलेवा संक्रमण, ल्यूकेमिया और अन्य रक्त कैंसर, आंतों के विकार, यकृत के सिरोसिस, और फुफ्फुसीय फाइब्रोसिस, फेफड़ों के ऊतकों की घातक कठोरता के उच्च जोखिम का सामना करते हैं। वे सफेद बाल, गंजापन, खराब घाव भरने, त्वचा पर धब्बे, आंतों के विकार, हड्डियों के नरम होने और सीखने की अक्षमता को सहन करने की अधिक संभावना रखते हैं। निहितार्थ यह है कि टेलोमेरेस उन सभी स्थितियों में एक भूमिका निभा सकते हैं, क्योंकि उन सभी में ऊतक शामिल होते हैं जिनमें कोशिकाएं अक्सर विभाजित होती हैं। छोटे टेलोमेरेस को अल्जाइमर रोग, धमनियों के सख्त होने, उच्च रक्तचाप और टाइप 2 मधुमेह से जोड़ने के कुछ प्रमाण भी हैं।

मानव अमरत्व की क्या संभावनाएं हैं?

1600 के दशक से मानव जीवनकाल में काफी वृद्धि हुई है, जब औसत जीवनकाल 30 वर्ष था। 2012 तक, औसत अमेरिकी जीवन प्रत्याशा लगभग 79 थी। वृद्धि के कारणों में सीवर और अन्य स्वच्छता उपाय, एंटीबायोटिक्स, स्वच्छ पानी, प्रशीतन, टीके और बच्चों और शिशुओं को मरने से रोकने के लिए अन्य चिकित्सा प्रयास, बेहतर आहार और बेहतर स्वास्थ्य देखभाल शामिल हैं। .

कुछ वैज्ञानिकों का अनुमान है कि औसत जीवन प्रत्याशा में वृद्धि जारी रहेगी, हालांकि कई लोगों को संदेह है कि औसत कभी भी 90 से बहुत अधिक होगा। लेकिन कुछ का कहना है कि बहुत लंबा जीवनकाल संभव है।

काथॉन का कहना है कि अगर उम्र बढ़ने की सभी प्रक्रियाओं को समाप्त किया जा सकता है और ऑक्सीडेटिव तनाव क्षति की मरम्मत की जा सकती है, "एक अनुमान है कि लोग 1,000 साल जी सकते हैं।"