Разве биологическое бессмертие, строго говоря, невозможно?

Этот вопрос касается как бессмертных клеток, таких как рак, так и организмов, подобных роду Hydra. Разве технически невозможно, чтобы эти «бессмертные» биологические системы жили вечно, даже не считая несчастных случаев и болезней?

Я знаю, что они считаются бессмертными, потому что они не демонстрируют обычной деградации функциональности по мере их хронологического старения. В случае рака повышающая регуляция теломеразы предотвращает обычное постепенное истощение ДНК на концах хромосом, что ограничивает продолжительность жизни клетки. Но в то же время раковые клетки и бессмертные организмы все еще подвергаются повреждению ДНК и, следовательно, мутации (раковые клетки даже мутируют быстрее, насколько мне известно), не будет ли суммирование этих мутаций в какой-то момент убить линию раковых клеток/бессмертный организм? поскольку какая-то жизненно важная часть их метаболизма неизбежно повреждается?

Разве истинное биологическое бессмертие не потребовало бы организма с ДНК, которую либо невозможно повредить, либо, если бы это было возможно, она всегда была бы идеально восстановлена? (также создавая эволюционный тупик)

Похоже, вы на самом деле определяете бессмертие как идеальное самовоспроизведение. С таким определением, да, это практически невозможно, так как ни один механизм репликации ДНК не идеален. Это риторический вопрос? :)
@Roland Это не было задумано как риторический вопрос, хахах, мне просто интересно, не упускаю ли я что-то очевидное. Я читал о достижении человеческого биологического бессмертия путем усовершенствования регуляции теломеразы, и этот вопрос возник у меня в голове как предупреждение о человеческом бессмертии.
Имейте в виду, что все живые существа являются результатом непрерывной цепочки репликаций, восходящей к первым клеткам. Если «бессмертие» определяется как включающее «способность клеточных линий воспроизводиться бесконечно» (а если мы введем «бессмертие» раковых клеток, то оно так и есть), то все данные указывают на то, что биологическое бессмертие возможно — я имею в виду, что нет. на самом деле, тепловая смерть Вселенной настигнет нас, если ничего другого не произойдет, но 3 с лишним миллиарда лет — это не так уж и плохо. Это, конечно, отличается от вопроса о бессмертии любого данного многоклеточного организма.
Я не думаю, что вы что-то упускаете. Слово «бессмертие» используется для описания клеточных линий, которые преодолели нормальный предел репликации нормальных («смертных») клеток, но вы правы, технически это неверно. Если вы культивируете линию раковых клеток в течение очень долгого времени, она будет деградировать различными способами и в какой-то момент перестанет расти и погибнет.
Я думаю, часть путаницы между вашим вопросом и чисто риторическим вопросом заключается в том, что здесь есть два разных типа бессмертия: вечная жизнь организма, подобного человеку, который содержит множество клеток, которые постоянно размножаются и умирают. , и бессмертие, когда речь идет о линиях культивируемых клеток: определение бессмертной клеточной линии - это линия, которая не перестанет реплицироваться из-за внутренних механизмов ограничения клеточного деления. (изменить: при вводе этого комментария @Roland фактически прокомментировал то же самое)
Рак — это не «человек», а скорее «человеческий организм». По сути, он становится одноклеточным эукариотическим организмом, растущим в экосистеме животного (или блюда). Таким образом, считайте, что группа раковых клеток просто связана друг с другом так же, как колония бактерий, и, следовательно, «бессмертны» в том же смысле, в каком бактерии считались бы бессмертными. Раковые клетки постоянно развиваются так же, как бактерии. Бессмертие — это скорее философская концепция, чем биологическая на клеточном уровне.

Ответы (2)

Хороший вопрос.

Есть много организмов, которые технически биологически бессмертны. Однако я хотел бы отметить, что определение биологического бессмертия таково:

... клетки, которые не ограничены пределом Хейфлика, когда клетки больше не делятся из-за повреждения ДНК или укорочения теломер.

(Это отсюда . )

Таким образом, биологическое бессмертие на самом деле не распространяется на болезни или физические травмы, которые на самом деле включают повреждение ДНК. Я знаю, о чем вы думаете: но подождите, разве биологическое бессмертие не означает буквально клетки, которые не умирают из-за повреждения ДНК? Неа. Близко, но нет. Посмотрите еще раз на определение. Вы, вероятно, уловили это на этот раз (кстати, здесь не перечислены две разные причины (повреждение ДНК и укороченные теломеры), а просто переформулирован предел Хейфлика (повреждение ДНК, также известное как укороченные теломеры)). Биологическое бессмертие не означает, что клетка не погибнет из-за чрезмерной мутации (которая, заметьте, подпадет под физическую травму, будь то химия, радиация или просто ошибки при репликации), это значит, что клетка не погибнет от чрезмерной мутации. запрограммированныймутации, т. его предел Хейфлика, он же. деградация теломер. В кратком изложении курса молекулярной биологии из Беркли говорится:

Однако клетки, экспрессирующие теломеразу, по-прежнему подвергаются клеточному старению в ответ на повреждение ДНК, воздействие онкогенов и т. д.

Хорошо, отвлекитесь на время (пропустите эту часть, если вы уже знаете, что такое теломеры). Теломера — это повторяющаяся последовательность ДНК на конце хромосомы, которая защищает кодирующие области от делеции (причина этих делеций сложна и не по теме, но, короче говоря, РНК-праймеры не могут прикрепляться к самому концу хромосомы, поэтому часть отстающей цепи теряется при каждой репликации). Таким образом, удар принимает на себя теломера, а не важная кодирующая ДНК, расположенная дальше по хромосоме (см. эту статью). Как вы можете себе представить, теломер хватает только на то, чтобы двигаться, поэтому клеточное старение существует, если в организме нет активной теломеразы, которая является фермент, добавляющий теломеры каждый раз, когда они теряются (см. эту статью).

Итак, короткий ответ: биологическое бессмертие вполне возможно в его фактическом определении (см. выше).

Что касается вашего определения (бессмертие в отношении всех мутаций, запрограммированных или иных), то на ум приходит организм: Physarum polycephalum . Он биологически бессмертен в том смысле, как мы только что определили, но также избегает мутаций ДНК, разделяя ДНК (постоянно сравнивая и фиксируя последовательности) между тысячами и миллионами ядер посредством гомологичной рекомбинации, которая восстанавливает мутации ДНК с невероятно высокой эффективностью, когда вы включаете миллионы ядер. нитей, несущих то, что должно быть в той же последовательности (см. эту статью). Физарум полицефалумявляется слизевиком, что означает, что когда клетки встречаются друг с другом, они сливаются. Эта конкретная слизевик на самом деле предпочитает быть плазмодием, представляющим собой постоянно растущую массу, которая технически представляет собой многоядерную одиночную клетку, но, насколько мы можем судить, потенциально может вырасти до бесконечно больших размеров. Из-за его исключительной способности исправлять мутации этот организм называют, как вы и сказали, «эволюционным тупиком». Я уверен, что он все еще подвергается некоторым мутациям в течение очень долгого периода времени, но, тем не менее, вы можете проверить его.

Хороший ответ, +1! Рекомендую добавить в ответ еще несколько ссылок, типа про теломеры и физарум и т.д.
Спасибо, мне кажется немного странным, что старение в этом контексте определяется исключительно как укорочение теломер, а не общее повреждение ДНК. Кроме того, эта форма кажется очаровательной.
@another'Homosapien' Спасибо. Сделанный. И спасибо за курсив, не знаю, как я это пропустил... :)
@KoenvdH С удовольствием :) Имейте в виду, это просто определение клеточного старения (старения). Хотя мы почти уверены, что это во многом связано со старением всего организма, мы до сих пор не знаем наверняка, так ли это. Но, увы, это обсуждение другого вопроса. Чтобы избежать путаницы, слизевики названы очень неточно; на самом деле они протисты. Они были названы, когда мы еще думали, что это грибы... Но да, они весьма очаровательны. :)

Вся «наука» о теломерах довольно туманна, например:

Является ли длина теломер биомаркером старения? Обзор

Хотя длина теломер связана с клеточным старением, доказательства того, что длина теломер является биомаркером старения у человека, неоднозначны...

Они заметили, что изменение длины теломер при последующем наблюдении сильно варьировало, причем у некоторых участников наблюдалось увеличение длины теломер.

Так что, как и большинство вопросов в биологии, здесь нет ответа.

Также у P. Physarum много штаммов, это ни в коем случае не «эволюционный тупик» просто потому, что он не может мутировать.

http://www.genetics.org/content/78/4/1051.short

"Нет ответа" - это не ответ. Более точным описанием вашей ситуации было бы: «Я не знаю ответа и не хочу его искать». В таком случае лучше вообще не отвечать. Что касается ваших ссылок, см. мой ответ. Про смертность я ничего не говорил, вроде в цитируемой вами статье обсуждалось. Скорее, я говорил исключительно о клеточном старении, что было вопросом ОП. Корреляция между деградацией теломер и уровнем смертности имеет так много переменных (болезнь, травма, образ жизни и т. д.), что ее очень трудно обосновать, как мы видим в этой статье.
Разве биологическое бессмертие, строго говоря, невозможно?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v