Komórkowe punkty kontrolne i mutacje DNA
W kilku różnych teoriach starzenia zaproponowano, że kluczowym procesem w starzeniu jest uszkodzenie mitochondrialnego i chromosomowego DNA. Mitochondria są małymi fabrykami energii w komórkach. Mają własne DNA, odziedziczone po matce. Mutacje bądź to mitochondrialnego, bądź chromosomowego DNA mogą kolidować z funkcjonowaniem komórek. Jest bardziej prawdopodobne, że podczas jazdy więcej zanieczyszczeń wytworzy silnik starego samochodu niż nowego, a wraz z upływem lat nasze mitochondrialne silniki zmieniają się w ten sam sposób. Gdy się starzejemy nasze mitochondria podczas codziennej pracy przekształcania cukrów w energię stają się mniej wydajne, produkują więcej wolnych rodników. Prawdopodobnie liczba zmian w naszych genach kumuluje się wraz z wiekiem, w wyniku uwalniania nadmiaru cząsteczek utleniających z mitochondriów w połączeniu z obniżoną zdolnością do unieszkodliwiania tych związków chemicznych.
W ostatnich badaniach, prowadzonych przez Scripps Research Institute w La Jolla w Kalifornii, sprawdzano efekt starzenia na 6000 różnych genów zwanych fibroblastami w komórkach skóry pobranych od osób młodych, w średnim i starszym wieku oraz od dzieci z rzadką chorobą genetyczną, zwaną progerią. Progeria jest straszną chorobą dziecięcą; charakteryzuje się między innymi przedwczesnym starzeniem, siwiejącymi i przerzedzającymi się włosami, zmarszczkami na skórze, zapaleniem stawów, chorobami serca i wczesnym zgonem. Naukowcy odkryli, że w komórkach dzieci z progerią wystąpiły takie same mutacje genetyczne jak w komórkach osób w podeszłym wieku, podczas gdy żadna z tych zmian nie pojawiła się u młodych, zdrowych ludzi. Wraz z wiekiem następuje wyciszenie genów, które stymulują naprawy DNA. Odkryto, że utrata zdolności naprawy DNA i zwiększony stres tlenowy prawdopodobnie mają wpływ na 61 różnych genów, z czego ponad połowa dotyczy bądź to wzrostu i podziału komórek, bądź utrzymania substancji otaczających komórki. W tym eksperymencie zaobserwowano, że wiele genów ulegających starzeniu uważa się za ważne dla kontroli jakości wewnątrz komórki. Nazywane są „genami punktów kontrolnych”, ponieważ po podziale komórki podejmują decyzję, czy nadal funkcjonuje ona wystarczająco dobrze, by przetrwać. Geny punktów kontrolnych usuwają komórki najbardziej skłonne do nieprawidłowego działania, a jeśli ich aktywność słabnie, traci na tym kontrola jakości.
