[...] Immer noch wird unerbittlich geforscht,
um letztendlich eine Antwort auf die Frage zu finden, warum
Zellen, Organe und Organismen ihre Funktionen mit den Jahren
einschränken und schließlich sterben. Kapitel 2 – „Altern“ - gibt einen
Einblick in die unterschiedlichsten und gängigsten Alternstheorien,
die nicht nur die Mechanismen des Alterns erklären wollen, sondern
auch nach dem biologischen Sinn dieses Prozesses fragen. Von
vielen Wissenschaftlern wird immer noch behauptet, das Altern sei
eine Krankheit, die man in naher Zukunft vielleicht sogar heilen kann.
Zu dieser Aussage werde ich am Ende der Arbeit Stellung nehmen.
Im Hauptteil dieser Arbeit soll eine Theorie auf der Ebene der
Zellen und ihrer molekularen Struktur näher betrachtet werden. Dabei
handelt es sich um die Telomerhypothese des zellulären Alterns
nach HARLEY und deren Erweiterung nach VON ZGLINICKI. Sie räumt
den Telomeren (die Chromosomen-Endstücke), die sich mit jeder Replikation verkürzen, eine entscheidende Rolle im Alterungsprozess
der Zelle und somit auch des Gesamtorganismus’ ein.
Kapitel 3 - „Zellalterung und Telomere“ - soll zunächst den geschichtlichen
Hintergrund aufdecken und erklären, warum Telomere überhaupt
mit dem Alterungsprozess in Verbindung gebracht worden
sind. Im weiteren Verlauf des Kapitels werden Struktur und Funktion
der Telomere und des Enzyms Telomerase nach dem heutigen Wissensstand
erläutert, um die Grundlagen für das Verständnis der
Hypothesen zu formen.
In Kapitel 4 - „Altern und Telomere“ - werden die aktuellen
Theorien und Hypothesen hinsichtlich der Telomere und des Alterns
vorgestellt. Hier soll die tatsächliche Relevanz der Telomere für den
Alterungsprozess aufgedeckt werden. Spielen tatsächlich intrazelluläre
Aspekte, die man vorher völlig ausschloss, die Hauptrolle im
Alterungsprozess, oder ist die so offensichtliche Verknüpfung von
Telomeren, Zellalterung und Altern als Prozess schlussendlich doch
hinfällig und bedeutungslos? Interessant ist auch die Frage, ob die
Telomere selbst wirklich entscheidenden Einfluss auf den Prozess
der Zellalterung nehmen und welche Funktion sie tatsächlich erfüllen,
wenn dem nicht so ist. In der Folge wird versucht, die teilweise theoretischen
Hypothesen, auf den tatsächlichen biologischen Alterungsprozess
(meist am Beispiel des Menschen) zu übertragen. Abschließend
zeigt Kapitel 4 einige alternative funktionelle Aspekte der
Telomere, im Zusammenhang mit diversen, insbesondere altersbedingten
Krankheiten auf.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 2. Altern
- 2.1 Ist Altern biologisch sinnvoll?
- 2.2 Alternstheorien
- 2.2.1 Evolutionäre Alternstheorien
- 2.2.2 Stochastische Alternstheorien
- 2.2.3 Genetisch basierende Alternstheorien
- 2.2.4 Alternstheorien im Überblick
- 3. Zellalterung und Telomere
- 3.1 Das Märchen von den unsterblichen Zellen
- 3.2 Hayflick und Moorhead
- 3.2.1 Maximale Teilungskapazität einer Zellkultur
- 3.2.2 Dirty Old Man Experiment
- 3.2.3 Experimentelle Lokalisation des Replicometers
- 3.2.4 Das Hayflick-Limit
- 3.3 Das Endreplikationsproblem
- 3.3.1 Olovnikov und die „Marginotomy Theory of Ageing“
- 3.3.2 Das Endreplikationsproblem heute
- 3.4 Telomere
- 3.4.1 Tetrahymena thermophila
- 3.4.2 Die Ermittlung der ersten Telomersequenz
- 3.4.3 Die humane Telomersequenz
- 3.5 Das Enzym Telomer-Terminal-Transferase
- 3.6 Funktion und Struktur der Telomere
- 3.6.1 D-Loop/t-Loop am Ende der Telomere
- 3.6.2 Strukturelle Proteine der Telomere
- 4. Telomere und Altern
- 4.1 Aktuelle Hypothesen
- 4.1.1 Die Telomer-Hypothese des zellulären Alterns
- 4.1.2 Erweiterung der Telomer-Hypothese des zellulären Alterns
- 4.1.3 Telomer-Hypothese der Vererbung von Langlebigkeit
- 4.1.4 Genetische Faktoren zellulärer Seneszenz
- 4.2 Übertragbarkeit der Hypothesen auf das Altern in vivo
- 4.3 Telomere, Telomerase und (altersbedingte) Krankheiten
- 4.3.1 Telomere, Telomerase und Krebs
- 5. Diskussion
- 6. Zusammenfassung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Arbeit untersucht den Prozess des Alterns, insbesondere auf zellulärer Ebene. Ziel ist es, verschiedene Alternstheorien vorzustellen und die Telomerhypothese des zellulären Alterns im Detail zu beleuchten. Die Arbeit analysiert die Rolle von Telomeren und Telomerase im Alterungsprozess und deren Zusammenhang mit Krankheiten.
- Verschiedene Alternstheorien und deren Vergleich
- Der Mechanismus der Zellalterung und das Hayflick-Limit
- Die Struktur und Funktion von Telomeren
- Die Telomerhypothese des zellulären Alterns und deren Erweiterungen
- Der Zusammenhang zwischen Telomeren, Telomerase und Krankheiten
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Die Einleitung führt in die Thematik des Alterns ein und stellt die Frage nach dem biologischen Sinn und den Mechanismen des Alterungsprozesses. Sie beleuchtet historische Versuche, das Altern zu bekämpfen oder zu verlangsamen, von der Suche nach dem Jungbrunnen bis zu modernen wissenschaftlichen Ansätzen. Der Fokus wird auf die Telomertheorie als zelluläre Erklärung des Alterns gelegt, welche im weiteren Verlauf der Arbeit detailliert untersucht wird.
2. Altern: Dieses Kapitel gibt einen Überblick über verschiedene Alternstheorien. Es werden evolutionäre, stochastische und genetisch basierte Theorien vorgestellt und miteinander verglichen. Der biologische Sinn des Alterns wird hinterfragt und verschiedene Perspektiven auf das Altern als biologischen Prozess, im Gegensatz zur Sichtweise als Krankheit, werden diskutiert. Das Kapitel legt den Grundstein für das Verständnis der Komplexität des Alterungsprozesses und bereitet den Leser auf die detailliertere Betrachtung der Telomertheorie vor.
3. Zellalterung und Telomere: Dieses Kapitel konzentriert sich auf die Zellalterung und die Rolle der Telomere dabei. Es beginnt mit der Beschreibung des Hayflick-Limits und dem "Dirty Old Man Experiment", die die begrenzte Teilungsfähigkeit von Zellen aufzeigen. Das Endreplikationsproblem wird erklärt, sowie die Entdeckung und Struktur von Telomeren und der Telomerase. Die Bedeutung dieser Komponenten für die Erhaltung der chromosomalen Integrität und die Relevanz für die Zellalterung werden ausführlich dargelegt. Die Kapitel beschreibt die Funktionsweise und Struktur der Telomere mit der Beschreibung des D-Loop/t-Loop und der Telomer-bindenden Proteine.
4. Telomere und Altern: Dieses Kapitel präsentiert aktuelle Hypothesen, die die Verbindung zwischen Telomeren und dem Alterungsprozess aufzeigen. Die Telomerhypothese des zellulären Alterns und deren Erweiterungen werden detailliert erläutert. Es wird die Rolle genetischer Faktoren bei der zellulären Seneszenz und die Übertragbarkeit der Hypothesen auf das Altern ganzer Organismen (in vivo) diskutiert. Der Zusammenhang zwischen Telomeren, Telomerase und altersbedingten Krankheiten, insbesondere Krebs, wird beleuchtet.
Schlüsselwörter
Altern, Alternstheorien, Zellalterung, Telomere, Telomerase, Telomerhypothese, Endreplikationsproblem, Hayflick-Limit, zelluläre Seneszenz, Langlebigkeit, Krebs.
Häufig gestellte Fragen zum Dokument: Zelluläres Altern und Telomere
Was ist der allgemeine Inhalt dieses Dokuments?
Das Dokument bietet einen umfassenden Überblick über das zelluläre Altern und die Rolle von Telomeren und Telomerase in diesem Prozess. Es beinhaltet eine Einleitung, verschiedene Alternstheorien, eine detaillierte Erklärung der Zellalterung und des Hayflick-Limits, die Struktur und Funktion von Telomeren, die Telomerhypothese des zellulären Alterns und deren Erweiterungen sowie den Zusammenhang zwischen Telomeren, Telomerase und altersbedingten Krankheiten, insbesondere Krebs. Das Dokument enthält ein Inhaltsverzeichnis, eine Zielsetzung mit Themenschwerpunkten, Zusammenfassungen der Kapitel und Schlüsselwörter.
Welche Alternstheorien werden vorgestellt?
Das Dokument präsentiert und vergleicht evolutionäre, stochastische und genetisch basierte Alternstheorien. Es beleuchtet die unterschiedlichen Perspektiven auf das Altern als biologischen Prozess im Gegensatz zur Sichtweise als Krankheit.
Was ist das Hayflick-Limit und das "Dirty Old Man Experiment"?
Das Hayflick-Limit beschreibt die begrenzte Teilungsfähigkeit von Zellen in Zellkulturen. Das "Dirty Old Man Experiment" unterstützte diese Entdeckung und trug zum Verständnis der maximalen Teilungskapazität einer Zellkultur bei. Beide Experimente sind essentiell für das Verständnis der Zellalterung.
Was ist das Endreplikationsproblem?
Das Endreplikationsproblem erklärt, warum bei der Zellteilung die Enden der Chromosomen (Telomere) mit jeder Teilung verkürzt werden. Dies wird detailliert im Kontext der "Marginotomy Theory of Ageing" von Olovnikov erläutert.
Was sind Telomere und Telomerase?
Telomere sind schützende, sich wiederholende DNA-Sequenzen an den Enden der Chromosomen. Telomerase ist ein Enzym, das die Telomere verlängern kann. Das Dokument beschreibt die Entdeckung der Telomersequenz in Tetrahymena thermophila und beim Menschen, sowie deren Struktur (D-Loop/t-Loop) und die damit assoziierten Proteine.
Was besagt die Telomerhypothese des zellulären Alterns?
Die Telomerhypothese postuliert, dass die fortschreitende Verkürzung der Telomere mit der Zellalterung und der Entwicklung von altersbedingten Krankheiten zusammenhängt. Das Dokument erweitert diese Hypothese und diskutiert deren Übertragbarkeit auf das Altern ganzer Organismen (in vivo).
Welchen Zusammenhang gibt es zwischen Telomeren, Telomerase und Krankheiten?
Das Dokument beleuchtet den Zusammenhang zwischen Telomeren, Telomerase und altersbedingten Krankheiten, insbesondere Krebs. Die Rolle der Telomerase bei der Krebsentstehung wird diskutiert.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren den Inhalt?
Schlüsselwörter sind: Altern, Alternstheorien, Zellalterung, Telomere, Telomerase, Telomerhypothese, Endreplikationsproblem, Hayflick-Limit, zelluläre Seneszenz, Langlebigkeit, Krebs.
- Quote paper
- Jörn Roth (Author), 2004, Altern - unter besonderer Berücksichtigung der Telomertheorie, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/35128
