복제세포 노화

대부분의 동물 세포는 정지하고 영구적인 세포주기 정지를 겪기 전에 한정된 횟수만큼 분열합니다.

예를 들어, 유사분열 배지에서 인간 섬유아세포 세포는 약 25-50회 분열합니다. 세포가 이 유한한 수의 분열에 가까워짐에 따라 세포 분열 속도가 느려지고 마침내 세포가 영구적인 비분열 상태로 들어가면서 멈춥니다. 이러한 현상을 복제 세포 노화(replicative cell senescence)라고 합니다.

복제 세포 노화는 텔로미어 구조의 변화의 결과입니다. 텔로미어는 염색체 끝에 위치하며 길고 반복적인 DNA 염기서열과 단백질 복합체로 구성됩니다.

텔로미어가 없으면 염색체 끝은 이중 가닥 절단으로 인식될 수 있습니다. 이 말단은 서로 융합되어 고리 염색체와 같은 비정상적인 구조를 형성할 수 있습니다. 텔로미어는 뚜껑 역할을 하여 염색체 말단이 뉴클레아제에 의한 분해를 방지하고 염색체 말단이 서로 비정상적인 융합을 방지하는 역할을 합니다.

쉘터린(Shelterin)은 염색체 말단을 보호하는 텔로미어 관련 단백질 복합체입니다.

쉘터린은 DNA 말단이 텔로머라아제 루프 또는 T-루프라고 하는 후두와 같은 구조를 형성하는 데 도움을 줍니다. 이 T-루프는 DNA 말단을 마스킹하여 분해를 방지합니다.

세포 분열 중에 텔로미어는 중합효소가 DNA 말단을 완전히 복제할 수 없기 때문에 25-200 염기만큼 짧아집니다. 텔로미어의 길이가 짧아짐에 따라 쉘터린 구성 요소는 텔로미어 영역에서 옮겨집니다. 텔로미어의 수축은 결국 t-루프 구조를 불안정하게 만듭니다.

T-loop 구조의 변화는 염색체 말단을 노출시키며, 이는 DNA 손상 반응 경로에 의해 DNA 손상으로 감지됩니다.

뒤따르는 지속적인 DNA 손상 반응은 복제 세포 노화를 유도하여 게놈 불안정성과 악성 변형을 제한하는 데 도움이 됩니다.