объект

теломераза

Фермент, который удлиняет теломеры, добавляя повторяющиеся последовательности ДНК.
6 статей

Описание

Теломераза — это фермент, который восстанавливает защитные колпачки на концах хромосом, называемые теломерами. Хромосомы — это длинные нити ДНК, несущие наши гены, и их кончики немного изнашиваются при каждом делении клетки. Теломеры действуют как пластиковые наконечники на шнурках, не давая ДНК расплетаться или быть принятой за повреждение. В большинстве клеток теломеры укорачиваются с каждым делением, и когда они становятся слишком короткими, клетка перестаёт делиться и может погибнуть. Теломераза противодействует этому, добавляя свежие повторы короткой последовательности ДНК на концы хромосом, фактически сбрасывая часы. Она активна в клетках, которым нужно делиться много раз, например в стволовых и иммунных клетках, но в большинстве взрослых тканей в значительной степени отключена. В раковых клетках теломераза часто реактивируется, что позволяет им делиться бесконечно.

История

Теломераза была открыта в 1984 году Элизабет Блэкбёрн и Кэрол Грейдер во время работы с прудовым организмом тетрахименой. Они обнаружили, что экстракты из этого организма могут добавлять теломерные повторы к концам ДНК. Блэкбёрн, Грейдер и Джек Шостак получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2009 года за эту работу и за демонстрацию того, как теломеры и теломераза защищают хромосомы.

Как это работает

Теломераза — это рибонуклеопротеин: она содержит как белковый компонент (обратную транскриптазу TERT), так и молекулу РНК (TERC). Часть РНК служит матрицей, а белковая часть использует эту матрицу для синтеза новых повторов ДНК на конце хромосомы. По сути, это специализированная обратная транскриптаза, несущая собственную встроенную матрицу. Многократно копируя короткую последовательность со своей РНК на конец ДНК, теломераза может удлинить теломеру на множество повторов. Это удлинение позволяет нормальному аппарату репликации ДНК завершить копирование хромосомы без потери жизненно важной генетической информации.

Где применяется

Теломераза является важной мишенью в исследованиях рака, где разрабатываются препараты для её подавления в опухолях, а также изучается её потенциал для лечения возрастных заболеваний и продления жизни клеток в регенеративной медицине.

Любопытный факт

У некоторых одноклеточных организмов, например у тетрахимены, теломераза активна постоянно и поддерживает теломеры постоянной длины, что фактически делает их биологически бессмертными при подходящих условиях.

Статьи по теме · 6

SenSASP: карта генов старения, сшитая из четырёх старых
Четыре старые карты лежали в разных ящиках стола. На каждой были отмечены гены, связанные со старением клеток, но карты не совпадали: разные названия, разные масштабы, разные легенды. Учёному, который искал ген для эксперимента, приходилось сверять их вручную, рискуя пропустить важную отметку. SenSASP сшила эти карты в одну.
Дирижёр, который переписывает партитуру клетки
В клетке есть оркестр, где каждая молекула играет свою партию. Но иногда в зал входит дирижёр, который не просто меняет темп, а переписывает ноты прямо на пюпитрах. Таким дирижёром оказался LINE-1 — мобильный элемент, способный копировать себя в геноме. Он занимает около 17% нашей ДНК, но лишь малая часть его копий активна.
Парковка в два приёма: как белок Cdc13 садится на теломеру
Конец хромосомы похож на парковочное место у входа в здание: его нужно занять, иначе клетка примет его за поломку и начнёт чинить то, что не сломано. У дрожжей роль парковщика выполняет белок Cdc13. Он узнаёт теломеру, то есть концевой участок хромосомы, и цепляется за неё.
Митохондрии выходят из строя первыми
Городская электростанция работает на износ, но город ещё не знает об этом. В его домах горит свет, на улицах шумно, и только инженеры замечают, что турбины крутятся медленнее, а в проводах падает напряжение. Так выглядит стареющий мозг: нейроны живы, но их внутренние электростанции, митохондрии, уже теряют мощность.
Архивная лента здоровья: как метилирование ДНК заменяет анализы крови
Капля крови на фильтровальной бумаге хранит не только клетки, но и запись того, что происходило с организмом в последние месяцы. Эта запись не в генах, а на генах: химические метки, которые клетки вешают на ДНК, меняются от еды, стресса, болезней и возраста. Учёные научились читать эту архивную ленту, чтобы восстановить картину здоровья без повторных визитов в лабораторию.
Хроники на краях хромосом: как прочитать историю каждой теломеры
В конце каждой хромосомы лежит колпачок из повторяющихся букв ДНК — теломера. Долгое время её измеряли как среднюю длину по всем хромосомам, словно судили о библиотеке по средней толщине книг. Но у человека три конца — 17p, 20q и 12p — стабильно короче остальных, и именно они чаще связаны с поломками генома. Среднее число прятало эти различия.