Límite de Hayflick

El Límite de Hayflick (o Fenómeno Hayflick) es el número de veces que una población de células humanas normales se dividirá hasta división celular se detiene. Evidencia empírica muestra que el telómeros asociado con cada célula ADN conseguirá ligeramente más corto con cada nueva división celular hasta que acortan a una longitud crítica.

El concepto del límite Hayflick fue avanzado por Leonard Hayflick en 1961, en el Instituto Wistar en Philadelphia. Hayflick demostró que una población normal humano fetal las células en un cultivo celular se dividirá entre 40 y 60 veces. La población entonces entrará en un senescencia fase, que refuta el argumento por Premio Nobel Alexis Carrel que las células normales son inmortal. Cada mitosis disminuye ligeramente cada uno de los telómeros en el ADN de las células. Acortamiento en los seres humanos eventualmente telómero imposibilita la división celular, y este envejecimiento de la población celular parece correlacionar con el envejecimiento en general físico del cuerpo humano. Este mecanismo también parece prevenir la inestabilidad genómica. Acortamiento telomérico también puede prevenir el desarrollo de cáncer en las células envejecidas humanas limitando el número de divisiones celulares. Sin embargo, acortamiento de los telómeros deteriora la función inmune y así también podría aumentar la susceptibilidad al cáncer.

Historia

Creencia de la inmortalidad de la célula

Antes del descubrimiento de Hayflick, se creía que vertebrados las células tenían un potencial ilimitado para replicar. Alexis Carrel, un Premio Nobel-cirujano ganadora, había afirmado "que todas las células explantados en cultura son inmortales, y que la falta de replicación celular continua era debido a la ignorancia sobre la mejor manera de cultivar las células". Apoya esta hipótesis por haber cultivado fibroblastos De pollo corazones y que han mantenido la cultura creciente durante 34 años. Esto indica que las células de vertebrados podría continuar a dividirse indefinidamente en una cultura. Sin embargo, otros científicos no han podido repetir resultado de Carrel.

Resultado de Carrel se sospecha que debido a un error en el procedimiento experimental. Para proporcionar los nutrientes necesarios, células madre embrionarias de pollos pueden haber sido readded a la cultura diariamente. Esto fácilmente habría permitido el cultivo de células nuevas, frescas en la cultura, así que no hubo una infinita reproducción de las células originales. Si esto es cierto, se ha especulado que Carrel sabía acerca del error, pero nunca lo admitió.

Además, se ha teorizado que las células Carrel utilizado eran lo suficientemente joven como para contener células madre pluripotentes, que, si se suministra con un soporte nutriente de la activación de la telomerasa, habría sido capaz de evitar la senescencia replicativa, o incluso revertirlo. Las culturas no contiene células madre pluripotentes de la telomerasa activa habría estuvo pobladas con las células de la telomerasa-inactivo, que habría sido objeto los 50 – 60 ciclos mitosis hasta apoptosis se produce, como se describe en los resultados de Leonard Hayflick.

Experimentación y descubrimiento

El Dr. Leonard Hayflick primero comenzó a sospechar de la teoría de Carrel mientras trabajaba en un laboratorio en el Instituto Wistar. Hayflick preparaba células humanas normales a estar expuesto a los extractos de cáncer las células cuando se dio cuenta de las células normales habían detenido proliferando. Al principio pensó que había hecho un error técnico en la preparación del experimento, pero más tarde comenzó a pensar que la división celular procesos tenían un mecanismo de conteo. Trabajando con Paul Moorhead, un absorbe, diseñó un experimento para probar la teoría de la división celular de Carrel.

El experimento se procedió de la siguiente manera. Hayflick y Moorhead mezclan números iguales de los fibroblastos masculinos humanos normales que muchas veces (células en la duplicación de población 40) dividió con fibroblastos hembras que habían dividido a sólo un par de veces (células en la duplicación de población 10). Poblaciones celulares sin mezclar se mantuvieron como controles. Cuando la cultura del control masculino dejó de dividir, el cultivo mixto fue examinado y sólo las células femeninas fueron encontradas. Esto demostró que las células masculinas viejas recordado eran viejos, incluso cuando rodeados de células jóvenes y los errores técnicos o contaminantes virus eran poco probable explicaciones sobre por qué había muerto sólo el componente de la célula masculina. Las células habían dejado dividiendo y se había convertido en senescentes basada puramente en cuántas veces había dividido a la célula.

Estos resultados refutan la teoría de la inmortalidad de Carrel y establecieron el límite Hayflick como una teoría biológica creíble que, a diferencia del experimento de Carrel, ha sido repetida por otros científicos.

Fases de la célula

Hayflick describe tres fases en la vida de una célula. Al comienzo de su experimento nombró el cultivo primario "fase uno". La fase dos se define como el período cuando las células están proliferando – Hayflick llamó la época de "crecimiento exuberante". Después de meses de duplicar las células finalmente llegar a la fase tres, un fenómeno de senescencia – disminuye el crecimiento celular y luego se detiene la división celular en conjunto.

Longitud de los telómeros

El límite Hayflick se ha encontrado que se correlaciona con la longitud de la telómero región en el extremo de un filamento de ADN. Durante el proceso de Replicación del ADN, pequeños segmentos de ADN en cada extremo del filamento de la DNA (telómeros) son incapaces de ser copiado y desaparecen después de que se duplica el ADN de cada tiempo. La región telomérica de ADN no código para cualquier proteína; es simplemente un código repetido en la región final del DNA que se pierde. Después de muchas divisiones, agotarse los telómeros y la célula comienza apoptosis. Este es un mecanismo que evita el error de replicación que causaría mutaciones en el ADN. Una vez que se agoten los telómeros, debido a la célula dividirse muchas veces, ya no se dividirá. Esto es cuando la célula ha alcanzado su límite Hayflick.

Este proceso no tienen lugar en células cancerosas debido a un enzima llamado telomerasa. Esta enzima mantiene la longitud de los telómeros, que se traduce en los telómeros de las células cancerosas no acortamiento. Esto le da a estas células infinito potencial replicativo. Una propuesta tratamiento para el cáncer es el uso de la telomerasa inhibidores de la Eso impediría que la restauración de los telómeros, permitiendo a la célula a morir como otras células del cuerpo. Por otro lado, la telomerasa activadores Tal vez reparar o ampliar los telómeros de las células sanas, ampliando así su límite Hayflick. Activación de la telomerasa también podría alargar los telómeros de células del sistema inmunitario lo suficiente para impedir que las células cancerosas en desarrollo de las células con telómeros muy cortos.

Carnosina puede aumentar el límite Hayflick en fibroblastos humanos, y también parece disminuir la tasa de acortamiento telomérico.

Véase también

• Apoptosis
• Inmortalidad biológica
• Células HeLa
• Células madre inducidas
• Telomerasa

Literatura

• Watts, Geoff (2011). Leonard Hayflick y los límites del envejecimiento. La revista The Lancet 377 (9783): 2075. Doi:10.1016/S0140-6736 (11) 60908-2.
• Harley, Calvin B.; Futcher, Bruce A.; Greider, Carol W. (1990). "Los telómeros se acortan durante la crianza de fibroblastos humanos". Naturaleza 345 (6274): 458 – 60. Doi:10.1038/345458a0. PMID2342578.
• LA Gavrilov, Gavrilova NS (1991). La biología de la vida: un enfoque cuantitativo. Nueva York: Harwood Academic Publisher. ISBN3-7186-4983-7.
• LA Gavrilov, Gavrilova NS (1993). "Cuántas divisiones celulares en las células 'viejas'?". Psiquiatría Geriátrica J. int. 8 (6): 528-528.
• Wang, Richard C.; Smogorzewska, Agata; De Lange, tía (2004). "Recombinación homóloga genera T-Loop-Sized eliminaciones en los telómeros humanas". Celular 119 (3): 355 – 68. Doi:10.1016/j.Cell.2004.10.011. PMID15507207.
• Watson, J. M.; Shippen, D. E. (2006). "Telomere rápida eliminación regula la longitud telomérica en Arabidopsis thaliana". Biología molecular y celular 27 (5): 1706 – 15. Doi:10.1128/MCB.02059-06. PMC1820464. PMID17189431.

Enlaces externos

• Reseña histórica de los estudios sobre el límite de la división celular
• La inmortalidad celular y cáncer
• WNYC RadioLab episodio sobre la mortalidad

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