Warum schränkt die zelluläre, replikative Seneszenz (oder die Hayflick-Grenze) die normale Entwicklung eines Organismus nicht ein?

Der Wikipedia-Artikel über zelluläre Seneszenz besagt:

Zelluläre Seneszenz ist das Phänomen, durch das normale diploide Zellen aufhören, sich zu teilen. In Kultur können Fibroblasten maximal 50 Zellteilungen erreichen, bevor sie altern. Dieses Phänomen ist als "replikative Seneszenz" oder Hayflick-Grenze bekannt.

Meine Frage ist, wenn viele Zellen in diploiden Organismen (z. B. Menschen) eine eingebaute Grenze für die Anzahl der Zellteilungen haben, wie kann sich dann ein Mensch von einer einzelligen Zygote zu einem Organismus entwickeln, der aus vielen 10 Billionen von Zellen besteht - wenn sich viele Zellen nur 50 oder 60 mal teilen können?

Würden die Zellen während der Entwicklung nicht ihre verfügbaren Telemere "aufbrauchen"? oder ist es eine einfache mathematische Beziehung, dass existierende Zellen zwar ihre Telemere „verbrennen“, wenn sie sich während der Entwicklung teilen, aber weil die Anzahl der Zellen exponentiell zunimmt, entwickeln sie die gesamte Gewebemasse, die der Organismus benötigt, bevor sie die Heuflick-Grenze erreichen ?
Wenn sich zB die Zellzahlen in jeder Teilungsphase verdoppeln, braucht man nur 30 Verdopplungen, um eine Milliarde Zellen zu erreichen, nach 40 Verdopplungen hat man eine Billion Zellen.
dh nach 40 oder 45 Verdopplungen hat es die gesamte Gewebemasse eines reifen Organismus entwickelt und hat noch einige Telemere übrig für zusätzliche Gewebebildung während der Lebenszeit des Organismus?

Lesen Sie etwas über Telomerase – der Wikipedia-Artikel, den Sie erwähnen, spricht darüber speziell als einen Mechanismus, um das Limit zu umgehen – aber ja, Sie können auch eine Menge Zellen mit 50 oder 60 Teilungen bekommen; 10^18.
Eine Zelle teilt sich in zwei. Jeder von denen teilt sich in zwei. Jede davon teilt sich in zwei ... usw. Wenn dies 50 Mal passieren würde, würden Sie 2 ^ 50 = 1.125.899.906.842.620 Zellen erhalten. Das ist viel und dann einige.
Ja , dieser Artikel drückt es als Formel aus: N t = N 0 2 t f wobei Ntdie Anzahl der Zellen zum Zeitpunkt t, die N0anfängliche Anzahl der Zellen, tdie Zeit (Tage) und fdie Häufigkeit der Zellzyklen pro Zeiteinheit ist

Antworten (1)

Du hast dir deine Frage so ziemlich selbst beantwortet. Es ist ein mathematisches Problem. Zellen verbrennen ihre Telomere während der fötalen Entwicklung, aber die Anzahl der Zellen nimmt exponentiell zu.

Aber die Biologie ist ein bisschen chaotisch, embryonale Stammzellen haben Telomerase-Aktivität und ihre Telomerase bleibt erhalten. Die Uhr beginnt also nicht sofort herunterzuzählen. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2360127/

Zeitlich gesehen befinden sich hES-Zellen etwa 4–5 Tage nach der Befruchtung, zu diesem Zeitpunkt bestehen sie aus 50–150 Zellen. https://en.wikipedia.org/wiki/Embryonic_stem_cell .

Sie beginnen also nicht ganz mit einem n von 1 Zelle. Aber von einem n von 50-150 (beim Menschen)... bevor Sie beginnen, eine Verkürzung der Telomere zu sehen. Mit diesem Vorsprung können diese 50 Verdopplungen viel mehr Zellen erzeugen. Nach meiner Schätzung mit Excel ~ 1.69E17 Zellen ~ 320 Tonnen. Mehr als genug für ein ganzes Leben.)

Danke, die bereitgestellten Links waren hilfreich. Ich habe auch einen Artikel über die Mathematik hinter der Zellteilung gefunden. Es wäre interessant, auf einen Artikel zu stoßen, der sich speziell mit dem "Wettlauf" zwischen der durch Zellteilung geschaffenen Gewebemasse und der Heufadengrenze befasst. Aber ich denke, das müssen wir selbst herausfinden, und dann gibt es, wie Sie bereits erwähnt haben, immer die Tatsache, dass Biologie ein bisschen chaotisch ist :)
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