Теломеры

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Окрашенные хромосомы человека (синие) и их теломеры (белые)
Схема расположения теломер на хромосоме

Теломе́ры (от др.-греч. τέλος — конец и μέρος — часть) — концевые участки хромосом. Теломерные участки хромосом характеризуются отсутствием способности к соединению с другими хромосомами или их фрагментами и выполняют защитную функцию. Термин «теломера» предложил Г. Мёллер в 1932 г[1].

У большинства эукариот теломеры состоят из специализированной линейной хромосомной ДНК, состоящей из коротких тандемных повторов. В теломерных участках хромосом ДНК вместе со специфически связывающимися с теломерными ДНК-повторами белками образует нуклеопротеидный комплекс — конститутивный (структурный) теломерный гетерохроматин.[источник не указан 454 дня] Теломерные повторы — весьма консервативные последовательности, например повторы всех позвоночных состоят из шести нуклеотидов TTAGGG, повторы всех насекомых — TTAGG, повторы большинства растений — TTTAGGG.[источник не указан 454 дня]

Учёные из университета Кардиффа установили, что критическая длина человеческой теломеры, при которой хромосомы начинают соединяться друг с другом, составляет 12,8 теломерных повторов[2].

В каждом цикле деления теломеры клетки укорачиваются из-за неспособности ДНК-полимеразы синтезировать копию ДНК с самого конца. Она в состоянии лишь добавлять нуклеотиды к уже существующей 3’-гидроксильной группе. По этой причине ДНК-полимераза нуждается в праймере, к которому она могла бы добавить первый нуклеотид. Данный феномен носит название концевой недорепликации и является одним из важнейших факторов биологического старения. Тем не менее, вследствие этого явления теломеры должны укорачиваться весьма медленно — по несколько (3-6) нуклеотидов за клеточный цикл, то есть за количество делений, соответствующее пределу Хейфлика, они укоротятся всего на 150—300 нуклеотидов.

Впервые гипотезу объясняющую экспериментальные данные Леонарда Хейфлика в 1971 г. выдвинул советский ученый Алексей Матвеевич Оловников, предложив теорию маргинотомии — отсчёта клеточных делений и старения, вследствие недорепликации последовательностей ДНК на концах хромосом (теломерных участков). Теория предполагала, что «нестарение» бактерий обусловлено кольцевой формой ДНК, а теломерные последовательности в стволовых и раковых клетках защищены благодаря постоянному — при каждом делении клетки — удлинению особым ферментом — тандем-ДНК-полимеразой (современное название — теломераза). В последующих двух статьях (1972, 1973) в советской и зарубежной печати он подробно рассмотрел разные биологические следствия своей гипотезы, в том числе применительно к объяснению старения, канцерогенеза и иммунных реакций.

В 1998 году вывод о теломерном механизме ограничения числа делений клетки подтвердили американские исследователи-экспериментаторы, преодолевшие лимит Хейфлика путём активации теломеразы[3]. Профессор Леонард Хейфлик утверждал в этой связи, что «проницательное предположение Оловникова получило экспериментальное подтверждение»[4]. В дальнейшем, за открытие механизмов защиты хромосом от концевой недорепликации с помощью теломер и теломеразы в 2009 году присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине австралийке, работающей в США, Элизабет Блекберн, американке Кэрол Грейдер и её соотечественнику Джеку Шостаку. Впоследствии подобное решение Нобелевского комитета вызвало ряд возмущённых откликов в научной среде[5][6]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]