Anatomija-Leksikonas

Telomerai

apibrėžimas

Telomerai yra kiekvienos DNR dalis. Jie yra chromosomų galuose ir jokiu būdu nekoduoja genų. Skirtingai nuo likusios chromosomos, telomerai neturi dvigubos grandinės DNR. Jie tiekiami kaip viena grandinė.

Priešingai nei likusi DNR, jos taip pat neturi didelio kintamumo bazių tvarka, bet susideda iš kartojamų bazių sekų. Tai svarbu jų funkcijai atlikti.

Dėl pasikartojančių sekų chromosomos telomerai susilanksto taip, kad neleidžia fermentui pulti į chromosomos galą. Kiekvieną ląstelių ciklą sutrumpina telomerai, kuriuos sukelia ląstelių proliferacija.

Anatominiai telomerų įmantrumai

Kiekvieną chromosomą sudaro dvi DNR grandinės, kurios eina skirtingomis kryptimis, vadinamąja antiparalleline kryptimi. Telomeras yra kiekvienos DNR grandinės pusės gale. Taigi, priklausomai nuo ląstelių ciklo, kiekvienoje chromosomoje yra arba du, arba keturi telomerai. Iš viso ląstelėje yra 46 arba 192 telomerai, turintys 46 chromosomas.

Jei DNR grandinės paprasčiausiai pasibaigtų aklai, tai suteiktų galimybę įvairiems baltymams pulti DNR. Priešingai nei didelėje DNR dalyje, telomerai neturi jokios informacijos, kuri yra svarbi ląstelių funkcijai.

Atvirkščiai, telomeruose yra bazinė seka, kuri kartojasi vėl ir vėl. Ši seka susideda iš šešių bazių ir turi tris kartus guanino, vieną kartą adenozino ir du kartus timino. Ši pasikartojanti seka galiausiai lemia telomerų bazių, esančių porose, pagrindus. Tai veda prie galų sulankstymo ir telomerų nebėra kaip viena gija, o kaip ritė. Kad ląstelės daugintųsi replikacijos metu, būtina, kad sulankstyti telomerai atsiskleistų.

Kokios yra telomerų funkcijos?

„Telomerai“ iš esmės turi du vaidmenis. Viena vertus, jie yra svarbūs įprasto ląstelių ciklo metu arba G0 fazės metu. Ląstelių viduje yra fermentų, kurie nuolat skaido DNR. Viena vertus, tai padeda apsaugoti nuo įsibrovėlių, tačiau, kita vertus, tai taip pat nepageidautina. Tai kelia didžiulę problemą normaliai ląstelės branduolio DNR ir gali sukelti nepageidaujamų reiškinių.

Kad taip neatsitiktų, kiekvienos DNR grandinės gale yra iškyša - telomeras. Kadangi telomerą sudaro bazinės sekos, kurios nekoduoja baltymų, tai vien tik yra koduojančios DNR apsauga, nes ji pirmiausia suyra. Be to, sulankstant telomerus, DNR skaidžiusiems fermentams sunku rasti tašką, kuriame jie galėtų pradėti skaidymą, užlenkdami laisvą DNR galą. Be to, sulankstyti telomerai suteikia surišimo vietas specialiems baltymams. Šie baltymai yra palyginti dideli, kad apsaugotų DNR galą.

Kita vertus, telomerai yra svarbūs replikacijos metu, t.y., dvigubinant DNR. Dėl savo struktūros atsakingi fermentai negali pradėti dvigubinti DNR DNR grandinės gale. Dėl to su kiekvienu ciklu prarandamos bazinės poros, o chromosomos nuolat trumpėja. Kad tai nereikštų priešlaikinio būtinųjų DNR segmentų praradimo, telomerai yra galuose. Jie neturi jokios genetiškai svarbios informacijos ir gali išgyventi praradę keletą bazių be jokių problemų.

Ši tema taip pat galėtų sudominti jus: Ląstelės branduolio užduotys

Telomerų ligos

Telomerai gali sukelti rimtų padarinių. Tokio vėlesnio poveikio atveju dažniausiai pažeidžiama baltymus koduojanti DNR.

Telomerų ligą dažniausiai sukelia baltymų kompleksų trūkumas (Prieglauda), kurie yra aplink telomerus arba kuriuos sukelia fermentas telomerazė. Dėl to sumažėja apsauga, todėl tai sužlugdo struktūrą.

Dėl palyginti didelio chromosomų skaičiaus ligų kategorijai negalima patikimai priskirti telomerinės ligos. Tai reiškia, kad gali būti paveikta daugybė skirtingų organų.

Telomeropatija

Telomeropatijos terminas vartojamas ligoms, kurios atsiranda dėl pažeistų telomerų. Telomerų liga paprastai naudojama kaip lygiavertis terminas. Dėl negrįžtamos šių ligų priežasties visos telomeropatijos bus lėtinės.

Esant telomeropatijai, telomerai paprastai sutrumpėja tiek, kad vėlesnė DNR būtų užpulta dėl fermento telomerazės arba baltymų, sudarančių prieglaudos kompleksą, trūkumo. Kartais paveikiama baltymus koduojanti DNR, todėl žala gali būti jaučiama kūne.

Telomeropatijos apima daugybę ligų, kurios nėra labai būdingos telomeropatijoms. Tai reiškia, kad simptomai yra labai įvairūs ir dažnai turi kitų priežasčių. Ligos sunkumas taip pat labai skiriasi, o lėtinė eiga su simptomais gali būti stipri arba silpna.

Dažniausios telomeropatijos yra pneumonija, kepenų cirozė ar anemija ir kaulų čiulpų pažeidimai.

Kokį vaidmenį telomerai vaidina senstant?

Senstant žmogaus organizmui trūksta naujų ląstelių. Be kitų dalykų, tai būtina norint palaikyti procesus atskirose įvairių organų ląstelėse.

Šios naujos ląstelės sukuriamos dalijant ląsteles (Mitozė) kaip ląstelių ciklo dalis. Prieš dalijantis, visos ląstelių organelės ir visa DNR yra dvigubai padidintos. Šis procesas vadinamas replikacija. Tam tikri fermentai egzistuoja kiekvienoje ląstelėje. Tačiau dėl savo struktūros atsakingi fermentai negali pradėti padvigubinti DNR kiekvienos DNR grandinės gale.

Dėl to su kiekvienu ciklu prarandamos bazinės poros, o chromosomos nuolat trumpėja.

Telomerai yra galuose, kad tai nereikštų ankstyvo svarbių DNR segmentų praradimo. Jie neturi jokios genetiškai svarbios informacijos ir gali išgyventi praradę keletą bazių be jokių problemų. Tačiau senstant telomerai nukrenta žemiau tam tikro ilgio, o tai yra pavojinga ir gali būti susijusi su žala.

Tai lemia negrįžtamą ląstelės ciklo sulaikymą, senėjimą arba planuojamą ląstelės mirtį. Taigi kūnas nuolat praranda atnaujinimo galimybes ir sensta.

Kitas mūsų straipsnis taip pat galėtų jus sudominti: Senėjimo procesas

Koks jų vaidmuo kuriant vėžį?

Telomerai taip pat gali atlikti svarbų vaidmenį vėžiui išsivystyti. Tačiau dažniau vėžio priežastis yra DNR grandinės mutacija. Vystantis vėžiui, sutrumpėjimas turi reikšmės, kaip ir senstant.

Turint trumpesnius telomerus, vėžys labiau vystosi. To priežastis yra didesnė tikimybė, kad bus užpulta dalis DNR dvigubos grandinės, kuri koduoja baltymus ir kurioje yra genų. Rizikos veiksnys yra trumpi telomerai, esantys jau nuo gimimo.

Be to, labiau tikėtina, kad žemas fermento telomerazės ir pastogės baltymų komplekso kiekis. Telomerai taip pat vaidina svarbų vaidmenį sergant vėžiu.

Ląstelėms degeneravus, padidėja ląstelių augimas ir padidėja ląstelių dalijimasis. Tai lemia spartesnį telomerų sutrumpėjimą, dėl to labiau tikėtina tolimesnė degeneracija. Ląstelė bando į tai reaguoti įvairiais mechanizmais, tačiau vėžinėse ląstelėse tai retai būna sėkminga.

Kas yra telomerazė?

Telomerazė yra fermentas, kuris atsiranda kiekvienoje žmogaus ląstelėje, bet jo negalima aptikti visose ląstelėse. Telomerazė ypač aktyvi šiose ląstelėse:

Kaulų čiulpų ląstelės
Kamieninės ląstelės
Lytinių ląstelių (Spermos ir kiaušinių ląstelių pirmtakai)
embrioninės ląstelės

Dažniausiai jis atsiranda ląstelės branduolyje, nes būtent ten jo veikimo vieta. Pagrindinis fermento uždavinys yra sumažinti DNR telomerų bazės praradimą chromosomų pabaigoje replikacijos metu. Tai yra būtina, nes priešingu atveju santykinai didelis DNR praradimas dėl kiekvienos ląstelės dalijimosi dėl struktūros sumažina ląstelių gyvenimo trukmę.

Tai yra vienas iš nedaugelio fermentų, turinčių atvirkštinės transkriptazės funkciją šiam tikslui. Tai reiškia, kad ji gali sugeneruoti naują DNR grandinę iš RNR grandinės, kuri iš tikrųjų yra DNR kopija.

Likę fermentai žmogaus organizme šios funkcijos neatlieka. Tam telomerazę sudaro nedidelis RNR skyrius, kuris naudojamas kaip šablonas naujam DNR sekcijai. Tam fermentas pasinaudoja tuo, kad seka pakartotinai atsiranda telomeruose. RNR bazinė seka papildo šią pasikartojančią seką. Į telomero galą pridedama nauja DNR grandinė.

Ar dieta gali paveikti telomerus?

Kai kurie medicinos specialistai ir tyrėjai nustatė, kad dieta veikia telomerus. Jau buvo atlikta keletas tyrimų, tačiau kai kurie iš jų yra prieštaringi.

Teigiama, kad sveika mityba padidina telomerazės aktyvumą, todėl telomerų sutrumpėjimas ląstelių dalijimosi metu vyksta lėčiau. Be to, dėl didelio telomerazės aktyvumo telomerai turėtų būti netgi pratęsti.

Jei įmanoma, dieta turėtų būti pagrįsta augaliniais produktais. Didelis vitaminų, kurie neutralizuoja oksidacinį stresą ląstelėse, suvartojimas taip pat svarbus, norint paveikti telomerus laikantis dietos. Tai lemia mažesnę dvigubos DNR grandinės žalą. Teigiama, kad turi ir omega-3 riebalų rūgštys, kurių gausu riebiose žuvyse.

Kaip ir praktiškai visose prognozėse, be dietų, mankšta ir mažesnis fizinis aktyvumas taip pat daro teigiamą poveikį telomerų ilgiui, todėl reikėtų į tai atkreipti dėmesį.

Detalesnę informaciją šia tema galite perskaityti skyriuje: Anti-senėjimo ir mitybos