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Los telómeros y el envejecimiento

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Los telómeros son los extremos de nuestros cromosomas. Su acortamiento o pérdida está relacionado con el envejecimiento y aparición de enfermedades de mayor prevalencia en edades avanzadas, como las enfermedades cardiovasculares, diabetes, neurodegenerativas o el cáncer.

El envejecimiento

El envejecimiento es un estado morfológico y fisiológico que comienza a nivel celular, debido a la pérdida de forma, salud, regeneración y capacidad de adaptación a su medio, acercándola así a la muerte.

La longevidad, como bien sabes, es muy variable entre especies. Desde insectos con apenas unos días de vida es estado adulto, ratones con una esperanza máxima de 3 años hasta tortugas que superan el centenario.

En los seres humanos, nuestra esperanza de vida media es de unos 85 años, aunque la persona más longeva confirmada ha sido la francesa Jeanne Louise Calment con 122 años.

La longevidad de una persona se determina por dos factores principalmente:

Genes: la calidad de nuestro genoma determinará el correcto funcionamiento de nuestro cuerpo, así como la probabilidad de sufrir determinadas enfermedades.

Ambiental: Nuestro estilo de vida y el ambiente en que nos movemos componen nuestro ambioma. Pueden aumentar o disminuir la predisposición a determinadas enfermedades y, por tanto, alterar nuestra longevidad.

«Se estima que nuestro proceso de envejecimiento está condicionado en un 30% por nuestro genoma y un 70% por nuestro ambioma».

Te invito a leer el libro de la Dra María Blasco. Una gran científica que lleva años esclareciendo la genética del envejecimiento y los telómeros.

Los telómeros y la replicación del ADN

Los extremos de los cromosomas (en fucsia en la imagen inferior) se denominan telómeros. Estas estructuras, presentan secuencias repetidas en tándem miles de veces. Son secuencias que confieren protección frente a la pérdida de información.

Telómeros marcados en fucsia. Los telómeros y el envejecimiento
Telómeros marcados en fucsia. Los telómeros y el envejecimiento

Células con idéntica información genética

Cuando nuestras células se dividen para crear nuevas células, tienen que copiar su ADN completo, con el fin de que este se herede a las células hijas. Piensa que todas y cada una de las células de tu cuerpo, que se estiman en varios billones, presentan una copia idéntica del ADN. Por tanto, realizamos estas copias varios millones de veces a lo largo de nuestro crecimiento y lo seguimos haciendo en la edad adulta, ya que nuestros tejidos se renuevan constantemente.

Este proceso para copiar la información de ADN se denomina replicación y constituye uno de los 3 procesos fundamentales del Dogma Central de la Biología Molecular.

Dogma central de la Biología Molecular
Dogma central de la Biología Molecular

El proceso de replicación de ADN

Para copiar la secuencia de ADN, nuestras células disponen de una enzima llamada ADN polimerasa. Nuestra molécula de ADN de doble cadena se abre y esta enzima va leyendo una de las hebras del ADN y sintetizando la hebra complementaria.

Los telómeros y el envejecimiento 1

La familia de proteínas de ADN polimerasas hacen un trabajo impecable. A pesar de copiar y copiar millones de veces nuestras cadenas de ADN cometen muy pocos errores, y cuando rara vez lo hacen presentan mecanismos para corregirlos.

Sin embargo, presentan una dificultad y es que leen el ADN exclusivamente en una dirección. Para que te hagas una idea, es como tú, que estás leyendo estas líneas siempre de izquierda a derecha y nunca al revés (no lo intentes mucho rato del revés o acabarás japo jaja).

Nuestra molécula de ADN es larguísima. Mide hasta 2 metros si unimos todos los cromosomas de una de tus células… más largo que, probablemente, tú.

Cuando se va a copiar, como hemos mencionado anteriormente, tiene que abrirse y separar sus cadenas. Pero esto no lo hace de una vez, sería muy inestable para la molécula, si no que se va abriendo progresivamente, en lo que denominamos burbujas de replicación. Como creo que quedará más ilustrativo con la siguiente imagen.

Replicación del ADN. Los telómeros y el envejecimiento.
Replicación del ADN. Los telómeros y el envejecimiento.

Como puedes observar en la imagen, según avanza la burbuja (que la va abriendo la proteína helicasa), la hebra de arriba va avanzando en la copia de manera continua, pero la de abajo tiene que parar y volver a iniciarse desde el punto de apertura.

La ADN polimerasa sintetiza siempre en sentido 5′ –> 3′ (esta nomenclatura procede de la estructura química de la desoxirribosa, en un lado queda expuesto el -OH unido al carbono 3 y en el otro el grupo fosfato unido al carbono 5).

La hebra superior generada de forma continua, es la hebra conductora o hebra adelantada. Mientras que, la de abajo se produce en fragmentos, llamados fragmentos de Okazaki en honor a su descubridor, y se denomina la hebra retrasada.

En la hebra retrasada, esos fragmentos se unen entre sí posteriormente, para configurar una hebra continua. Sin embargo, cuando llegamos al final, a los telómeros de los cromosomas, nos encontramos el problema.

La hebra adelantada puede terminarse de copiar hasta el extremo, pero la hebra retrasada, no tiene margen suficiente para terminar su último fragmento, por lo que pierde algo de información de la secuencia de ADN en cada copia.

Esto significa que a lo largo de la vida, nuestra células van heredando telómeros cada vez más cortos.

ADN basura en los telómeros

Hace un tiempo, en este blog escribí sobre el ADN basura, puedes encontrar más información aquí.

Existen numerosas secuencias en el ADN que no son genes, es decir, no codifican para formar proteínas. De hecho, se estima que la gran mayoría de nuestro ADN no es codificante, por encima de un 90%. Algunas de estas secuencias no codificantes tenemos muy clara su función: actúan de puntos de anclaje a las polimerasas, regulan la activación o silenciamiento de genes, o como el caso que nos ocupa, forman secuencias repetidas que puedan perderse o mutarse sin alterar las secuencias codificantes que nos interesan.

Una de las partes del cromosoma que más «ADN basura» contiene son los telómeros. Si añadimos secuencias de nucleótidos repetidas que no trascriban para nada y puedan perderse sin temor, solucionamos nuestro problema con el acortamiento de telómeros.

Los telómeros y el envejecimiento 2

Los telómeros y el envejecimiento

A pesar de lo descrito en el apartado anterior, no todo es tan fantástico. Las secuencias de ADN basura parecen solucionar el acortamiento de los telómeros, pero esto no deja de ser una secuencia finita. Tras sucesivas replicaciones de ADN y divisiones celulares, estas secuencias pueden mermarse tanto que las células sufren un envejecimiento de su genoma.

El acortamiento de lo telómeros puede desembocar en una inestabilidad cromosómica, la pérdida de totipotencialidad de las células madre, alteraciones epigenéticas, etc.

Un ejemplo de este envejecimiento precoz se observó en el primer animal clonado de la historia, la oveja Dolly.

La oveja Dolly fue clonada introduciendo en un ovocito un núcleo que contenía la información genética de la oveja que se quería clonar. De esta manera, tras anidarse este ovocito en una madre huésped nació la oveja Dolly, exactamente idéntica a la donante del núcleo.

Idéntica en todo, salvo en su esperanza de vida. La oveja Dolly murió bastante más joven que la oveja donante, ya que heredó su acortamiento de telómeros. Fue sacrificada a los 6 años de edad tras detectársele una grave enfermedad pulmonar y artrosis impropias para su edad.

La célula embrionaria tenía características de embrión pero con un núcleo adulto, que ya había comenzado a sufrir los acortamientos teloméricos.

La oveja Dolly heredó el acortamiento de los telómeros
La oveja Dolly heredó el acortamiento de los telómeros

La telomerasa

En el año 1985 se descubrió la enzima telomerasa. Fue descubierta por las científicas Elizabeth Blackbourn y Carol Greider, mientras realizaban estudios en el protozoo Tetrahymena. Este descubrimiento, les llevó a recibir el premio nobel de Medicina en 2009.

La telomerasa es una enzima que permite replicar las secuencias repetidas de ADN telomérico para alargarlo. De esta forma alarga la vida de las células, ya que aunque vayan acortando sus telómeros, la telomerasa los va reponiendo.

El papel de la telomerasa en enfermedades

En algunos tipos de células tumorales, se ha observado que se benefician de actividad telomerasa para no perder los telómeros en las rápidas replicaciones celulares que realizan para crear la masa tumoral, asegurándose la continuidad.

Sin embargo, es de recibo comentar que la telomerasa no transforma a las células en células tumorales. Es necesaria para su continuidad pero no inductora de tumores. En algunos estudios, se ha observado como se puede prolongar la vida de células transgénicas o células tratadas con vectores que expresan la telomerasa, pero no se convierten en células tumorales.

Es este sentido, la telomerasa se estudia como candidata para generar dianas terapéuticas contra tumores, si se pudiera bloquear selectivamente para estás células malignas.

En contraposición, se han detectado enfermedades raras por alteraciones congénitas en el gen de la telomerasa, que constituyen una manifestación temprana de enfermedades relacionadas con el envejecimiento. Son las enfermedades agrupadas dentro del síndrome telomérico, como disqueratosis congénita, anemia aplásica o fibrosis pulmonar.

Experimentos con ratones que presentan telomeros o telomerasa alterados

En ratones knockout para el gen de la telomerasa, se observa que el envejecimiento sobreviene de manera temprana, aunque sin embargo, son más resistentes al cáncer, ya que sin la telomerasa no sobreviven las células tumorales.

En ratones transgénicos con los telómeros más largos de lo normal también se observa un retraso de su envejecimiento, protección frente al cáncer y prolongación de su vida de manera significativa.

Paradigma de la eterna juventud

No se han detectado genes que determinen el envejecimiento, parece que nuestras células no están programadas para envejecer como tal.

Como reflexión personal, la vida eterna probablemente supondría un grave problema para la evolución de la especie, ya que alimentaría la sobrepoblación humana de manera exponencial, si se reduce la morbilidad de la población. Toda especie presenta un límite de crecimiento, ya que al final, terminan por escasear los recursos.

Por otro lado, existe el bonito desafío científico de lograr identificar aquellos genes que nos mantienen jóvenes durante la edad apta para la reproducción. Si eso fuera posible estaríamos muy cerca de conseguir prolongar con éxito nuestra esperanza de vida y con ello, retrasar la aparición de enfermedades.

Bibliografía

Bernades de Jesús, B, Blasco, M. (2011). Aging by Telomere Loss Can Be Reversed. Cell Stem Cell. VOLUME 8, ISSUE 1, P3-4. Disponible en: https://www.cell.com/action/showPdf?pii=S1934-5909%2810%2900708-3

Bernades de Jesús, B., Vera, E., Schneeberger, K., Tejera, MA., et al. (2012). Telomerase gene therapy in adult and old mice delays aging and increases longevity without increasing cancer. EMBO Mol Med, 4, 691–704

Blasco, M. (2018). Ponencia: Telómeros como dianas terapéuticas en cáncer y envejecimiento. IMIBIC Córdoba. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=OIEDo4egssE

Tomas-Loba, A., Flores, I., Fernandez-Marcos, P.J., Cayuela, M.L., Maraver, A., Tejera, A., Borras, C., Matheu, A., Klatt, P., Flores, J.M., et al. (2008).Cell, 135, 609–622.

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Profesora de educación secundaria. Bióloga especializada en Biología Sanitaria, Biología Molecular y Biotecnología. Amante de la naturaleza, el ajedrez, los videojuegos, la pintura y los ratos de lectura.

32 COMENTARIOS

  1. Buenas tardes, me ha parecido muy interesante la lectura, y también, me ha ayudado mucho para estudiar el examen que tenemos a continuación. Me ha llamado muchísimo la atención la persona más anciana del mundo que llegó a 122 años. ¡Es alucinante! Me gustaría poder descubrir los genes que nos mantienen jóvenes, como son, cuanto miden, de que forma son… Por cierto me parece super alucinante como clonaron a la oveja Dolly, ya nos lo explicaste en clase, pero me sigue alucinando. Me hubiera gustado que la oveja Dolly fuera eterna y no muriera a los 6 años sacrificada por una grave enfermedad 🙁
    Ojalá también poder descubrir que hace el 90% de ese ADN que se considera basura, algunas si que tienen utilidad clara, pero otras no tanto. Me gustaría ver si se le puede dar alguna utilidad o porque lo tenemos dentro de nuestro ADN, seguro que tiene una explicación.
    Muchas gracias por compartir esta lectura tan interesante con nosotros 🙂

    • ¡Gracias, Ana! Me alegra que hayas disfrutado la lectura y te interesen estos temas de genética. Sin duda, poco a poco iremos desvelando estos enigmas del ADN. Gracias por tu comentario y espero seguir sorprendiéndote día a día en las clases ¡Un abrazo grande!

  2. Sinceramente, me parece muy extraño que una cantidad tan alta de nuestro ADN no tenga una función que sepamos, de hecho creo que tienen que tener alguna función. Ya que hay tantas cosas biológicas de los animales o de nosotros mismos que no podemos averiguar y nos costará lo suyo. Si en algo estoy seguro es en que este tema es súper interesante y si alguien descubre su utilidad, se llevará mínimo un premio nobel. Muchas gracias por hacer de la biología una cosa tan interesante y poder pararnos a pensar y reflexionar sobre nuestro cuerpo

    • ¡Gracias, Javier! Seguro que tarde o temprano descubriremos muchas funciones del misterioso ADN basura. Me alegra que te parezca una asignatura interesante y espero seguir contribuyendo a que le des vueltas a esa mente inquieta 🙂 ¡Un abrazo!

  3. La verdad, me hubiera gustado verlo antes por que me habría ayudado mi chico a estudiar el examen.
    Me ha parecido súper interesante, que solo sabes el 5% de la información del ADN.
    También, aun que ya nos lo habías contado, me parece flipante lo de Dolly y como la consiguieron clonar.
    Me encantaría vivir tanto como la anciana de 122 años, así viviendo tantas cosas.
    Es impresionante que sepamos tanto y también tan poco.
    Me gustaría saber más cosas sobre cómo morimos y como envejecemos por que…
    Me encanta que siempre intentes hacer que esta asignatura se nos haga más amena e interesante

    • ¡¡Gracias, Daniela!! Me alegra que te haya parecido interesante la lectura y te haya ayudado a acercarte un poquito más al tema 🙂 intentaremos seguir compartiendo la biología de una manera amena ^^ ¡¡un abrazo!!

  4. Hola profe! Me ha gustado mucho este artículo, creo que tiene cosas muy interesantes sobretodo la parte de que se han detectado genes que determinan el envejecimiento! Muchas gracias por publicarnos cosas tan interesantes!!!☺️

    • ¡¡¡Gracias, Lucía!!! Me alegro que te haya gustado y parecido interesante 🙂 seguiremos buscando nuevas curiosidades que te gusten ^^ un abrazo

  5. La lectura a estado genial!, me ha parecido muy interesante el tema de la oveja Dolly!! ya que es un tema que muy interesante. También estoy de acuerdo con la reflexión que hace de la vida eterna, aunque se podría experimentar para probar cosas nuevas en un futuro. Me encantan estas lecturas para saber más cosas sobre lo que nos rodea y son de mucha utilidad para los exámenes!. Gracias profe por hacer las clases de biología más amenas!.

    • ¡¡¡Muchas gracias, Elsa!!! Me alegro que hayas disfrutado y aprendido con la lectura! 🙂 Seguiremos buscando cositas chulas que explorar ^^ gracias a ti por disfrutar la asignatura!

  6. La lectura a estado genial!, me ha parecido muy interesante el tema de la oveja Dolly!! ya que es un tema que muy interesante. También estoy de acuerdo con la reflexión que hace de la vida eterna, aunque se podría experimentar para probar cosas nuevas en un futuro. Me encantan estas lecturas para saber más cosas sobre lo que nos rodea y son de mucha utilidad para los exámenes!. Gracias profe por hacer las clases de biología más amenas!.

  7. La lectura a estado genial!, me ha parecido muy interesante el tema de la anciana que vivió 122 años! ya que es un tema muy interesante. También estoy de acuerdo con la reflexión que hace de la vida eterna, aunque se podría experimentar para probar cosas nuevas en un futuro. Me encantan estas lecturas para saber más cosas sobre lo que nos rodea y son de mucha utilidad para los exámenes!. Gracias profe por hacer las clases de biología más amenas!.

  8. La lectura me ha entretenido el rato de descanso de los estudios y realmente he aprendido algo nuevo . Me sorprendió saber como realmente funciona un tumor y que la telomerasa podría detenerlo.LA paradigma de la eterna juventud , en verdad , da miedo porque bien como dices habría escasez de alimentos debido a la sobrepoblación. Me gusto saber como realmente envejecemos, es bastante curioso.

    • ¡Gracias por tu atenta lectura! Me alegra que te haya gustado y hayas desconectado, a la par que aprendido.
      Posiblemente, se encontrarán nuevas dianas terapéuticas para la telomerasa. Quizás pudiera paliar enfermedades que provocan envejecimiento prematuro, como la progeria, aunque es difícil, ya que estos síndromes afectan a genes diferentes a los de la telomerasa. Pero, como complemento terapéutico, seguro que se encuentran nuevas investigaciones. Un abrazo 🙂

  9. Me ha gustado mucho esta publicación, me parece un tema muy flipante la clonación de un ser vivo, la mujer de 122 años, toda la información sobre la telomerasa y la forma en la que puede llegar a combatir contra enfermedades como un tumor. Me he entretenido un rato leyendo este artículo, muchas gracias profe por dedicar tanta pasión y entusiasmo a esta asignatura y por explicarla tan bien.

    • Muchas gracias, Aldo!! Me alegra que hayas disfrutado la lectura y sea amena la asignatura para ti 🙂 muchas gracias por tus palabras! Un abrazo grande!

  10. Me a parecido muy interesante todo! Pero sobretodo me interesó la clonacion de la obeja Dolly, yo creo que después de haber clonado de forma exacta pero con la esperanza de vida inferior, en un futuro no muy lejano se clonaran más cosas y de forma exacta de todo. Me gustaría saber más de la clonacion y que pasaría si clonamos a un humano. Muchas gracias por toda esta información que nos has ofrecido.

    • ¡Gracias, Víctor! Me alegra que hayas disfrutado esta lectura y te interese la clonación. Clonar humanos no sería muy bioético, ya que alguien puede optar por la eugenesia (hacer una población de humanos con características concretas a su antojo). Un abrazo

  11. Buenas tardes, muy buena lectura me ha parecido muy interesante la clonación y me gustaría saber más sobre ella

    • ¡Gracias, Eduardo! Me alegra que te haya gustado. Te invito a leer más en el blog sobre genética, encontrarás otras lecturas sobre clonación. Un abrazo

  12. Me ha parecido súper interesante y curioso el tema, sobretodo como una persona puede vivir hasta 122 años!! Ojalá poder saber que genes son y como podríamos usarlos. Y la oveja Dolly nos lo han contado muchas veces en clase pero es increíble como pudieron clonarla exactamente igual, una pena que la sacrificaran por su enfermedad y heredara su acortamiento de telómeros. Lo que más me interesa es ese 90/95% de ADN basura, porque si están ahí es por algo, y estoy segura que si descubrimos más a fondo de como funcionan, podremos conseguir manejarlas. Un saludo!!

    • Gracias, Acirema!! Me alegra que te haya sorprendido y gustado la lectura. Seguro que descubrimos nuevos detalles del ADN basura próximamente y deja de ser basura 😉 ¡un abrazo!

  13. Buenas Susana, el artículo en total me ha parecido muy interesante sobre todo los beneficios de la telomerasa en enfermedades que es algo que desconocía, de la mayoría del artículo tenía algún conocimiento como la oveja Dolly o la señora que vivió 122 años pero por ejemplo la replicación del ADN no me quedo muy claro y gracias a las imágenes y la explicación del texto ya me quedó claro.

    Muchas gracias y buenas noches

    • Gracias, Adrián!! Me alegra que hayas disfrutado la lectura y afianzado conocimientos 🙂 ¡Un abrazo y gracias por tu mensaje!

  14. Buenas Susana me a parecido un artículo muy interesante y entretenido gracias a que me han quedado claro cosas que no las entendia muy bien o directamente desconocía. Por ejemplo, no me quedo claro la replicación del ADN y desconocia los beneficios de la telomerasa en enfermedades, toda la demás información del artículo tenía algún conocimiento como la anciana que vivió 122 años o la ovela Dolly.

    Gracias y Buenas noches

  15. Me ha encantado la lectura, ya que como todo el mundo dice cada día aprendemos algo nuevo.Me sorprende que todo lo que se nos desarrolla sobre el ADN (de lo que conocemos de momento)sea solo un pequeño porcentaje de todo lo que nos falta por descubrir. También ,a pesar de haber escuchado en varias ocasiones ,lo de la oveja Dolly, me sigue pareciendo fascinante e intrigante haber conseguido clonarla ya que no me cabe duda que es un proceso bastante complicado .Aunque una pena que no haya sobrevivido más tiempo y hayan tenido que sacrificarla por su enfermedad. También me ha sorprendido que a lo mejor con avances tecnológicos y biológicos podramos conseguir aumentar la esperanza de vida y además así retrasar o quién sabe incluso disminuir el número de enfermedades.
    Ha sido una lectura muy entretenida y divertida al mismo tiempo ya que he averiguado algunas cosas qué no sabía.:)

    • ¡¡Gracias, Andrada!! Me alegra que hayas disfrutado la lectura y aprendido nuevos datos sobre la fascinante genética. Espero seguir descubriéndote nuevos temas de interés! Un abrazo grande ^^

  16. Buenas tardes profe!
    La lectura muy ha parecido muy interesante; Me ha ayudado mucho a comprender mejor cómo funciona el Dogma Central. La verdad es que no sabía que la replicación tuviera tanto que ver en el envejecimiento y me ha resultado muy curioso. Hace años vi en las noticias que estaban tratando de buscar una «cura» para el envejecimiento y que parecía que cada vez estaban más cerca. ¿A ti qué te parece la idea de hacer a los humanos más longevos? Me gustaría hablarlo un día en clase 🙂
    Me resulta increíble el funcionamiento del cuerpo y cómo casi nunca comete errores, es simplemente fascinante. Muchísimas gracias por hacer la asignatura tan interesante.

    • ¡Gracias por tu mensaje, Valeria! La longevidad es un tema fascinante. Sin duda, muchas personas pagarían una fortuna por prolongar su vida en buenas condiciones. Sin embargo, si lo observamos en términos de la naturaleza, no es quizás lo más idóneo.

      Aumentaría, aún más, la sobrepoblación y esto nos llevaría a la escasez de recursos. Al final, la vida sigue unos ciclos y a veces, conviene seguir a nuestra materia correr 😉 ¡vivir el día y día al máximo y dejar sitio a las nuevas generaciones cuando toque! Gracias por tus reflexiones ^^ un abrazo.

  17. me ha parecido una lectura muy interesante y yo al leerlo me pregunto qué cosas en el futuro sabremos sobre nuestros genes y ADN PORQUE POR LO QUE veo todavía nos queda un gran camino y mucho que investigar y estudiar

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