Теломеры
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.
История и теория править
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.
Теломерные повторы — весьма консервативные последовательности, например повторы всех позвоночных состоят из шести нуклеотидов TTAGGG, повторы всех насекомых — TTAGG, повторы большинства растений — TTTAGGG.
Длина теломеры править
Учёные из университета Кардиффа установили, что критическая длина человеческой теломеры, при которой хромосомы начинают соединяться друг с другом, составляет 12,8 теломерного повтора[2].
Изменение теломеры править
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 одной из важнейших причин 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.
Ассоциация со старением править
Теория маргинотомии править
Впервые гипотезу, объясняющую экспериментальные данные Леонарда Хейфлика, в 1971 г. выдвинул советский учёный Алексей Матвеевич Оловников, предложив теорию маргинотомии — отсчёта клеточных делений и старения вследствие недорепликации последовательностей ДНК на концах хромосом (теломерных участков).
Теория предполагает, 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.
Нобелевская премия за экспериментальное подтверждение изменения теломеразы править
В 1998 году вывод А. М. Оловникова о теломерном механизме ограничения числа делений клетки подтвердили американские исследователи-экспериментаторы, преодолевшие предел Хейфлика путём активации теломеразы[3].
Профессор Леонард Хейфлик утверждал в связи с этим, что «проницательное предположение Оловникова получило экспериментальное подтверждение»[4].
В 2009 году за открытие механизма ограничения репликации ДНК укорочением теломер и фермента теломеразы присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине австралийке, работающей в США, Элизабет Блекберн и американцам Кэрол Грейдер и Джеку Шостаку[5].
Впоследствии подобное решение Нобелевского комитета вызвало ряд возмущённых откликов в российской прессе[6][7].
См. также править
Примечания править
- ↑ Muller H.J. Further studies on the nature and causes of gene mutations // Proc. Sixth Int. Congr. Genet. 1932. V.1. P.213-255.
- ↑ The nature of telomere fusion and a definition of the critical telomere length in human cells. Дата обращения: 4 ноября 2009. Архивировано 19 апреля 2017 года.
- ↑ Таблица. Независимая газета (4 октября 2001). Дата обращения: 14 августа 2010. Архивировано 13 января 2010 года.
- ↑ Батин, М. Лекарства от старости : [арх. 7 мая 2012] : Научно-популярное издание. — Кострома : ЯОО «За увеличение продолжительности жизни», 2007. — С. 22. — 64, [4] с. — 25 000 экз.
- ↑ Нобелевская премия-2009 по медицине присуждена ученым из США : [арх. 30 июня 2021] // РИА Новости. — 2009. — 5 октября.
- ↑ Советский биолог, предсказавший «нобелевское» открытие в области медицины, сам остался без премии : [арх. 21 сентября 2011] // Newsru.com. — 2009. — 6 октября.
- ↑ Борисова, А. Открытие потеряло русский след : Нобелевская премия по медицине и физиологии-2009 присуждена трем американским ученым за открытие генетического механизма старения : [арх. 7 октября 2009] // Газета.ru. — 2009. — 5 октября.
Ссылки править
- Скорость старения можно определить по числу родинок (благодаря теломерам)
- Теломера — статья из Большой советской энциклопедии.
- Kalmykova, A. (2023). Telomere Checkpoint in Development and Aging. International Journal of Molecular Sciences, 24(21), 15979. doi:10.3390/ijms242115979 Новый механизм транскрипционного сайленсинга теломерных повторов с участием РНК-связывающего белка Ars2 (arsenite-resistance protein 2). Этот высококонсервативный белок служит негативным регулятором экспрессии теломерной РНК у человека и дрозофилы.