Фермент, который удлиняет теломеры, добавляя повторяющиеся последовательности ДНК.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.
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.
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.
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.
У некоторых одноклеточных организмов, например у тетрахимены, теломераза активна постоянно и поддерживает теломеры постоянной длины, что фактически делает их биологически бессмертными при подходящих условиях.