불멸과 그 죽음 사이의 생물 세포 분열 한계 그 이름 헤이플릭 한계(Hayflick Limit)

세포 노화

1. 세포 복제 능력의 한계

   • 정상 세포의 복제 능력 제한
   • 세포가 일정 횟수 이상 분열하지 못함(50회정도)

2. 체내 세포 복제 횟수

   요소	세포 배양 실험	생체 내의 세포 노화 과정
   세포 분열 횟수	무한히 분열 가능	텔로미어의 길이에 따라 제한됨
   세포 노화의 원인	세포 배양의 환경적 요인	텔로미어의 단축

3. 나이와 세포 복제 능력의 관계

   • 이전에는 나이가 많을수록 세포가 노화되어 더 이상 분열하지 못한다는 가설이 있었음
   • 최근 연구에 따르면 신체 부위에 따라 세포의 복제 능력이 다르고, 세포를 채취한 신체 부위의 환경적 요인도 세포의 복제 능력에 영향을 미칠 수 있다는 사실이 밝혀졌다
   • 나이가 많을수록 세포의 복제 능력이 떨어진다는 가설은 아직까지 확실하지 않음

4. 종과 세포 복제 능력:

   • 다른 종들을 비교했을 때, 세포 복제 능력은 주로 종의 체질량과 상관관계가 있을 수 있지만, 종의 수명과 더 밀접한 관련이 있을 가능성이 높습니다. 이는 세포의 복제 한계가 유기체의 노화와 직접적인 관련이 있을 수 있음을 시사합니다.
   • 설치류는 인간보다 체질량이 작지만 수명이 훨씬 짧다.
   • 돌고래는 인간보다 체질량이 크지만 수명이 훨씬 길다.

텔로미어와 노화

1. 텔로미어의 역할
   • 세포가 분열할 때마다 텔로미어는 조금씩 짧아지며, 이는 DNA 복제 과정의 특성
2. 텔로미어의 손실
   • DNA 복제 과정에서 선도 가닥과 지연 가닥이 대칭적으로 복제되지 않는 결과
3. 텔로미어의 기능
   • 텔로미어 영역은 단백질을 암호화하지 않으며, 단순히 선형 진핵생물 염색체의 끝 부분에 반복되는 코드
   • 텔로미어가 임계 길이에 도달하면 세포는 노화되고, 이는 헤이플릭 한계에 도달한 것을 의미

암세포와 불멸성

1. 암세포의 특성
   • 헤이플릭은 암세포만이 불멸할 수 있다는 사실을 처음으로 보고
2. 텔로머라제의 역할:
   • 대부분의 암세포에서는 텔로머라제라는 효소의 발현으로 인해 세포 노화가 일어나지 않음
   • 이 효소는 텔로미어를 확장하여 암세포의 텔로미어가 짧아지는 것을 방지하고, 무한한 복제 가능성을 제공
3. 암 치료법의 제안
   • 제안된 암 치료법 중 하나는 텔로머라제 억제제를 사용
   • 텔로미어의 복원을 방해하여 세포가 다른 신체 세포처럼 죽도록 하는 방법

유전적 안정성

1. 유전적 오류의 감소
   • 세포가 분열할 때마다 DNA 복제 과정에서 오류가 발생할 수 있으며, 이러한 오류는 축적되어 악성 종양으로 이어질 수 있습니다.
2. 암 발생 억제
   • 세포가 헤이플릭 한계에 도달하면 더 이상 분열하지 않고 세포 노화 상태에 들어갑니다. 이는 손상된 DNA를 가진 세포가 계속해서 분열하고 증식하는 것을 방지하여, 암 발생 위험을 감소시킵니다.
3. 세포의 자연스러운 수명주기
   • 세포가 일정 시점에 도달하면 자연스럽게 사멸하도록 합니다. 이 과정은 유전적 안정성을 유지하고, 전체 유기체의 건강을 보호하는 데 중요합니다.
4. DNA 손상 감지 및 응답
   • 세포는 DNA 손상을 감지하고 이에 대응하는 메커니즘을 가지고 있습니다. 헤이플릭 한계에 도달한 세포는 이러한 메커니즘을 통해 더 이상 분열하지 않고, 필요한 경우 소멸하게 됩니다.