Анатомо-Лексикон

Теломери

визначення

Теломери є частиною кожної ДНК. Вони знаходяться на кінцях хромосом і ні в якому разі не кодують гени. На відміну від решти хромосоми, теломери не мають дволанцюгової ДНК. Вони доступні у вигляді однієї пасма.

На відміну від решти ДНК, вони також не мають великої мінливості в порядку основ, але складаються з повторюваних послідовностей основ. Це важливо для виконання їх функції.

Завдяки повторюваним послідовностям теломери хромосоми згортаються таким чином, що вони не дозволяють ферменту атакувати кінець хромосоми. З кожним клітинним циклом відбувається скорочення теломерів, викликане проліферацією клітин.

Анатомічні тонкощі теломерів

Кожна хромосома складається з двох ниток ДНК, які бігають у різні боки, так званого антипаралельного напрямку. Теломер розташований в кінці кожної сторони ланцюга ДНК. Таким чином, залежно від клітинного циклу, в хромосомі є або два, або чотири теломери. Всього в клітині є 96 або 192 теломери з 46 хромосомами.

Якби нитки ДНК просто закінчувались наосліп, це дало б можливість різним білкам атакувати ДНК. На відміну від значної частини ДНК, теломери не несуть будь-якої інформації, важливої для функції клітин.

Швидше за все, в теломерах є послідовність основ, яка повторюється знову і знову. Ця послідовність складається з шести основ і має гуанін три рази, аденозин один раз та тимін двічі. Ця послідовність, що повторюється, в кінцевому рахунку призводить до того, що основи теломерної пари поєднуються між собою. Це призводить до складання кінців і теломери вже не є однією ланцюжком, а як котушка. Однак, щоб клітини розмножувалися під час реплікації, необхідно, щоб складені теломери розгорнулися.

Які функції теломерів?

Теломери по суті мають дві ролі. З одного боку, вони важливі під час нормального клітинного циклу або під час фази G0. Всередині клітин є ферменти, які постійно розщеплюють ДНК. Це служить, з одного боку, для запобігання зловмисникам, але з іншого - також небажано. Це створює величезну проблему для нормальної ДНК клітинного ядра і може призвести до небажаних подій.

Щоб цього не сталося, в кінці кожної окремої ланцюга ДНК є теломер, що знаходиться на одній стороні. Оскільки теломоер складається з базових послідовностей, які не кодують білки, це одне лише є захистом для кодуючої ДНК, оскільки вона спочатку розпадається. Крім того, складаючи теломери, ферменти, що руйнують ДНК, важко знайти точку, в якій вони можуть почати свою деградацію, згортаючи вільний кінець ДНК. Крім того, складені теломери забезпечують місця зв’язування спеціальних білків. Ці білки відносно великі, щоб захисно оточити кінець ДНК.

З іншого боку, теломери важливі під час реплікації, тобто під час подвоєння ДНК. Через свою структуру відповідальні ферменти не можуть почати подвоювати ДНК наприкінці ланцюга ДНК. В результаті відбувається втрата пар основ з кожним циклом, і хромосоми постійно вкорочуються. Так що це не призводить до передчасної втрати важливих сегментів ДНК, теломери розташовані на кінцях. Вони не несуть ніякої генетично важливої інформації і можуть без проблем пережити втрату кількох підстав.

Ця тема також може вас зацікавити: Завдання ядра клітини

Хвороби теломерів

Теломери можуть мати серйозні наслідки. У випадку такого подальшого ефекту зазвичай причиною є пошкодження ДНК, що кодує білки.

Хвороба теломерів найчастіше викликана дефіцитом білкових комплексів (Шелтерин), які розташовані навколо теломерів, або викликані ферментом теломеразою. Це сприяє руйнуванню конструкції за рахунок зниження захисту.

Через відносно велику кількість хромосом категорію захворювань неможливо надійно віднести до теломерної хвороби. Це означає, що можуть бути уражені багато різних органів.

Теломеропатія

Термін теломеропатія використовується для захворювань, які виникають через пошкоджені теломери. Теломерна хвороба зазвичай використовується як еквівалентний термін. Через незворотну причину цих захворювань усі теломеропатії будуть хронічними.

При теломеропатії теломери зазвичай вкорочуються до такої міри, що наступна ДНК атакується через брак ферменту теломерази або білків, що утворюють шліфериновий комплекс. Іноді впливає ДНК, яка кодує білки, тому шкода може відчуватися в організмі.

Теломеропатії включають велику кількість захворювань, не дуже специфічних для теломеропатій. Це означає, що симптоми дуже різноманітні і часто мають інші причини. Тяжкість захворювання також дуже різна, і хронічний перебіг із симптомами може бути сильним чи слабким.

Більш поширені теломеропатії включають пневмонію, цироз печінки або анемію та пошкодження кісткового мозку.

Яку роль відіграють теломери у старінні?

З віком потреба людського організму в нових клітинах триває. Крім усього іншого, це необхідно для підтримки процесів в окремих клітинах різних органів.

Ці нові клітини створюються діленням клітин (Мітоз) як частина клітинного циклу. Перед поділом всі клітинні органели та вся ДНК подвоюються. Цей процес називається реплікацією. Для цього існують специфічні ферменти для кожної клітини. Однак через їх структуру відповідальні ферменти не можуть почати подвоювати ДНК в кінці кожної ланцюга ДНК.

В результаті відбувається втрата пар основ з кожним циклом, і хромосоми постійно вкорочуються.

Теломери розташовані на кінцях, так що це не призводить до ранньої втрати важливих сегментів ДНК. Вони не несуть ніякої генетично важливої інформації і можуть без проблем пережити втрату кількох підстав. Однак з віком теломери опускаються нижче певної довжини, що небезпечно і потенційно пов'язане з пошкодженням.

Це призводить або до незворотної зупинки клітинного циклу, старіння, або до планової загибелі клітини. Таким чином, організм постійно втрачає потенціал до оновлення і старіє.

Наступна наша стаття також може вас зацікавити: Процес старіння

Яку роль вони відіграють у розвитку раку?

Теломери також можуть грати істотну роль у розвитку раку. Однак частіше причиною раку є мутація всередині ланцюга ДНК. Однак у розвитку раку вкорочення відіграє певну роль як у старінні.

При коротших теломерах швидше розвивається рак. Причиною цього є те, що існує більша ймовірність того, що частина подвійної ланцюга ДНК, що кодує білки і містить гени, буде атакована. Фактор ризику для цього - короткі теломери, які вже є з народження.

Крім того, низькі рівні ферменту теломерази та протеїнового комплексу шелтерину є більш імовірними. Теломери також відіграють важливу роль при раніше існуючому раку.

У міру виродження клітин спостерігається посилений ріст клітин і посилення ділення клітин. Це призводить до більш швидкого вкорочення теломерів, що робить подальшу дегенерацію більш імовірною. Клітина намагається реагувати на це за допомогою різних механізмів, але в ракових клітинах це дуже рідко.

Що таке теломераза?

Теломераза - це фермент, який є у кожній клітині людини, але не може бути виявлений у всіх клітинах. Теломераза особливо активна в наступних клітинах:

Клітини кісткового мозку
Стовбурові клітини
Зародкові клітини (Попередники сперматозоїдів і яєчних клітин)
ембріональні клітини

Він виникає переважно в ядрі клітини, оскільки саме там знаходиться його дію. Основне завдання ферменту - мінімізувати втрати основи теломерів ДНК в кінці хромосом під час реплікації. Це важливо, оскільки в іншому випадку з кожним поділом клітин відносно висока втрата ДНК через структуру призводить до скорочення тривалості життя клітин.

Це один з небагатьох ферментів, який має для цього функцію зворотної транскриптази. Це означає, що він може генерувати нову ланцюг ДНК з ланцюга РНК, яка фактично є копією ДНК.

Решта ферментів в організмі людини не виконують цієї функції. Для цього теломераза складається з невеликого відрізка РНК, який служить шаблоном для нового розділу ДНК. Для цього фермент використовує той факт, що послідовність повторно виникає на теломерах. Базова послідовність РНК є комплементарною до цієї повторюваної послідовності. Нова нитка ДНК додається до кінця теломери.

Чи може дієта впливати на теломери?

Деякі медичні працівники та дослідники встановили, що дієта впливає на теломери. З цього питання вже проведено кілька досліджень, але деякі з них є суперечливими.

Здорова дієта, як кажуть, збільшує активність теломерази, так що вкорочення теломерів під час поділу клітин відбувається повільніше. Крім того, теломери навіть повинні мати можливість подовжуватися через високу активність теломерази.

Дієта повинна базуватися на рослинних продуктах, коли це можливо. Велике споживання вітамінів, які протидіють окислювальному стресу в клітинах, також має важливе значення для впливу на теломери через дієту. Це призводить до меншої шкоди подвійної ланцюга ДНК. Омега-3 жирні кислоти, які рясні в жирній рибі, також мають позитивний ефект.

Як і практично у всіх прогнозах, крім дієти, фізичні вправи та менше фізичного навантаження також позитивно впливають на довжину теломерів, саме тому на це слід звернути увагу.

Більш детальну інформацію з цієї теми ви можете прочитати в розділі: Анти-старіння та харчування