» » » Функции теломер


Теломеры представляют собой специальные структуры на концах хромосом, которые необходимы для обеспечения защиты от ферментативной деградации и поддержания хромосомной и геномной стабильности. Именно по этой причине адекватная структура теломер (включая наличие теломер-связывающих белков) остается ключевой для предотвращения клеточной дисфункции.

С момента своего открытия в середине 1980-х годов биология теломер вызвала значительный интерес со стороны научного сообщества из-за их вышеупомянутого значения. Существует мнение, что их длина уменьшается с возрастом, курением и стрессом, а более короткие теломеры могут ухудшить здоровье.

Общая структура теломер

Теломеры состоят из ДНК-компонента, характеризующегося некодирующими повторяющимися последовательностями, богатыми гуанином (G) и несколькими белковыми компонентами. Повторяющиеся последовательности могут варьироваться от одного вида к другому, при этом повторение гексануклеотида TTAGGG характерно для человека и других позвоночных.

Крайние концы каждой теломеры не являются тупыми, так как кончик состоит из 200 нуклеотидов, образующих теломерную петлю, известную как «Т-петля».

Приобретение повторов теломер было краеугольным камнем в эволюции эукариотического ядра из-за их фундаментальных ролей в организации хромосом и стабильности генома. Теломеры рассматриваются как локализованные структуры на хромосомных концах, их также можно найти во внутренних положениях.

Бесчисленное множество белков прямо или косвенно связаны с теломерной ДНК. Некоторые из этих белков (в первую очередь TIN2, TRF1, TRF2, TPP1 и POT1) встречаются в теломерах в любое время, даже несмотря на то, что существует высокодинамичный обмен между белками.

Фермент теломераза, который представляет собой рибонуклеопротеин с обратной транскриптазной активностью, состоит из двух основных частей – компонента теломерной РНК и обратной транскриптазы.

Роль теломер и теломераза

Основная задача теломер – защита концов хромосом от деградации ДНК, восстановление ДНК и слияние с другими хромосомными концами. Их длина служит внутренним биологическим часовым механизмом, который регулирует продолжительность жизни клетки, то есть они ограничивают количество повторений, через которые может пройти клетка.

Устоявшаяся функция теломеразы – удлинение теломер, что позволяет клеткам увеличивать их репликативную способность (иногда даже неопределенно). Однако низкая экспрессия теломеразы (например, в некоторых нормальных фибробластах) не может поддерживать длину теломер, но играет роль в поддержании хромосомной структуры во время каждой S-фазы клеточного цикла.

Теломераза также проявляет важную роль в пролиферации стволовых клеток, а также перепрограммировании индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Механизм этих теломеразных функций до сих пор не совсем ясен, так как он может или не может быть связан с поддержанием длины теломер.