Cellular Senescence atau penuaan sel adalah keadaan di mana sel-sel tidak dapat lagi membelah. Keadaan permanen ini bisa menjadi manfaat dan kerugian bagi organisme tempat sel hidup. Meskipun penuaan seluler pertama kali dikaitkan dengan penekanan tumor dan penuaan, penelitian yang lebih baru telah menemukan bahwa itu juga mendorong perbaikan kanker dan jaringan. Oleh karena itu, efek penuaan sel di dalam organisme bervariasi menurut sejumlah faktor, seperti usia.
Penuaan Sel memiliki serangkaian fitur yang menjadi ciri mereka. Selain tidak dapat membelah lagi, sel-sel tua lebih besar daripada sel normal, dan mereka mengekspresikan dan mensekresikan molekul-molekul tertentu yang sel-sel normal tidak mensekresi, atau melakukannya dalam jumlah yang lebih kecil (misalnya antara lain, penuaan terkait beta-galactosidase atau SA-Bgal, penekan tumor p16INK4a, faktor pertumbuhan, dan sitokin).
Penyebab penuaan sel
Apa yang menyebabkan sel berhenti membelah? Ada beberapa penyebab, beberapa diantaranya adalah erosi telomer, kerusakan DNA jenis lain, dan faktor lain yang bertindak secara independen dari kerusakan DNA.
Erosi telomer
Penyebab yang paling banyak diketahui dari pembelahan sel yang berhenti adalah erosi telomer. Telomer adalah sekuens DNA yang ditemukan di setiap ujung kromosom. Mereka terdiri dari urutan DNA nukleotida berulang; misalnya, nukleotida berulang di telomer manusia adalah TTAGGG, dan ini memperpanjang hingga 11 kilobasa saat lahir. Pengulangan ini melindungi kromosom dari kehilangan informasi penting selama replikasi dan dari peleburan dengan kromosom di dekatnya.
Dalam setiap replikasi, telomer kehilangan sebagian kecil DNA karena enzim yang bertanggung jawab untuk menduplikasi DNA tidak dapat mencapai ujung kromosom. Dengan demikian, kromosom dipendekkan setelah setiap replikasi sampai mereka mencapai titik di mana, setelah kehilangan telomer, kromosom kehilangan informasi genetik penting. Pada titik ini, sel-sel menjalani respon kerusakan DNA (DDR); mereka tidak bisa lagi membagi dan karenanya dianggap sebagai penuaan. Karena ini adalah proses alami penuaan, lebih banyak sel menjadi tua saat kita bertambah usia. Faktanya, orang tua memiliki telomer dengan panjang kurang dari 4 kilobasa — hampir sepertiga dari panjang mereka saat lahir.
Jenis Kerusakan DNA Lainnya
Selain erosi telomer, kerusakan DNA jenis lain juga dapat menyebabkan penuaan sel dengan merusak DNA. Penyebab paling umum adalah putusnya untai ganda DNA, yang membawa DDR dan akibatnya membuat sel-sel mengalami penuaan. Contoh lain yang juga bertindak melalui DDR termasuk keberadaan sinyal mitogenik, spesies oksigen reaktif atau protein tertentu yang mendorong pertumbuhan dan proliferasi sel.
Faktor lain
Akhirnya, di antara induser penuaan lain yang bertindak secara independen dari kerusakan DNA adalah perubahan protein terkait DNA (misalnya, kromatin), ekspresi abnormal dari beberapa protein (misalnya, penekan tumor) dan adanya sinyal molekul yang mengubah fungsi seluler.
Dampak Penuaan sel
Penuaan sel pertama kali diduga telah berevolusi untuk mencegah pertumbuhan tumor. Karena fenomena ini tidak memungkinkan sel untuk membelah lagi, penuaan sel dapat menjadi mekanisme untuk menghindari pembelahan dan penyebaran sel kanker. Efek penekanan tumor ini telah diamati ketika penuaan seluler pertama kali dijelaskan pada tahun 1960-an.
Meskipun kontraintuitif, dampak lain dari penuaan sel adalah pertumbuhan tumor. Konsekuensi merusak ini dapat dikaitkan dengan usia: sedangkan penuaan sel di organisme muda melindungi terhadap tumor, pada organisme yang lebih tua itu menginduksi penyebaran tumor. Hipotesis di balik ini adalah bahwa gangguan terkait usia dan fenotipe, di antaranya adalah penuaan sel yang menginduksi kanker, tidak berevolusi dengan seleksi alam (yaitu, tidak berevolusi untuk memungkinkan yang terkuat untuk bertahan hidup) karena kemungkinan tiba di usia tua adalah lebih langka daripada kemungkinan memperoleh gangguan atau fenotipe selama masa muda yang seleksi alam telah membentuk mekanisme pertahanan. Dengan kata lain, kemungkinan mendapatkan tumor pada usia muda, di mana seleksi alam telah membentuk mekanisme pertahanan seperti penuaan sel, lebih tinggi dari kemungkinan bertahan hidup sampai usia yang lebih tua, ketika pertumbuhan tumor lebih mungkin terjadi.
Akhirnya, dampak hipotesis lain dari penuaan sel adalah perbaikan jaringan. Penuaan Sel, seperti yang disebutkan di atas, mengeluarkan berbagai molekul, di antaranya adalah faktor pertumbuhan dan protein lain yang terlibat dalam penyembuhan luka dan memberi sinyal patogen yang terdeteksi dan dihilangkan sel kekebalan. Oleh karena itu, penelitian mendukung bahwa sel-sel tua berperan dalam memperbaiki jaringan secara langsung dan juga dalam mensekresi sinyal molekul untuk mekanisme lain dalam organisme untuk mendeteksi dan memperbaiki jaringan.
