Anatomija-Leksikon

telomere

definicija

Telomeri su dio svake DNK. Nalaze se na krajevima kromosoma i ni u kojem slučaju ne kodiraju gene. Za razliku od ostatka kromosoma, telomeri nemaju dvolančanu DNK. Dostupne su kao jedan pramen.

Za razliku od ostatka DNK, oni također nemaju veliku varijabilnost u redoslijedu baza, već se sastoje od ponavljanja nizova baza. To je važno za ispunjenje njihove funkcije.

Zbog ponavljajućih nizova, telomeri kromosoma skupljaju se na takav način da ne dozvoljavaju enzimu da napadne kraj kromosoma. Sa svakim staničnim ciklusom dolazi do skraćivanja telomera uzrokovanih proliferacijom stanica.

Anatomske zamršenosti telomera

Svaki kromosom sastoji se od dva lanca DNA koji teku u različitim smjerovima, takozvanom antiparalnom smjeru. Telomer se nalazi na kraju svake strane lanca DNA. Dakle, ovisno o staničnom ciklusu, postoje ili dva ili četiri telomera po kromosomu. Ukupno ima 96 ili 192 telomera po stanici s 46 kromosoma.

Kada bi se lanci DNK jednostavno slijepo završili, to bi pružilo priliku različitim proteinima da napadnu DNK. Za razliku od velikog dijela DNK, telomeri ne nose nikakve informacije važne za funkciju stanica.

Umjesto toga, u telomerima postoji osnovni slijed koji se ponavlja iznova i iznova. Ovaj niz se sastoji od šest baza i sadrži gvanin tri puta, adenozin jedanput i timin dva puta. Taj ponavljajući niz u konačnici dovodi do uspostave baza tijela telomera. To dovodi do savijanja krajeva i telomeri više nisu prisutni kao jedan pramen, već kao zavojnica. Da bi se stanice razmnožile, međutim, potrebno je da se savijeni telomeri razviju.

Koje su funkcije telomera?

Telomeri u osnovi imaju dvije uloge. S jedne strane, one su važne tijekom normalnog staničnog ciklusa ili tijekom G0 faze. Enzimi postoje unutar stanica koje kontinuirano razgrađuju DNK. To služi s jedne strane za sprečavanje uljeza, ali s druge strane i nepoželjno. To predstavlja ogroman problem za normalnu DNK stanične jezgre i može dovesti do neželjenih događaja.

Kako se to ne bi događalo, na kraju svake pojedine žice DNA nalazi se s jedne strane naklona, telomera. Budući da se telomoer sastoji od baznih nizova koji ne kodiraju proteine, to je samo zaštita kodirajuće DNK jer se prvo razgrađuje. Nadalje, savijanjem telomera, enzimi koji razgrađuju DNK teško je pronaći točku u kojoj mogu započeti svoju razgradnju uvijanjem slobodnog kraja DNK. Pored toga, presavijeni telomeri osiguravaju mjesta vezanja za posebne proteine. Ti su proteini relativno veliki da bi mogli zaštitno okružiti kraj DNK.

S druge strane, telomeri su važni tijekom replikacije, tj. Tijekom udvostručavanja DNK. Zbog svoje strukture, odgovorni enzimi ne mogu započeti udvostručavanje DNK na kraju lanca DNA. Kao rezultat toga dolazi do gubitka baznih parova sa svakim ciklusom i kromosomi se kontinuirano skraćuju. Kako to ne bi dovelo do preranog gubitka esencijalnih segmenata DNA, telomeri se nalaze na krajevima. Oni ne nose nikakve genetski važne podatke i mogu bez problema preživjeti gubitak od nekoliko baza.

I ova bi vas tema mogla zanimati: Zadaci stanične jezgre

Bolesti telomera

Telomeri mogu imati ozbiljne posljedice. U slučaju takvog naknadnog učinka, obično je uzrok oštećenja DNA kodiranja proteina.

Bolest telomera najčešće je uzrokovana nedostatkom proteinskih kompleksa (Shelterine) koji se nalaze oko telomera ili uzrokovani enzimom telomerazom. To potiče poremećaj konstrukcije kroz smanjenu zaštitu.

Zbog relativno velikog broja kromosoma, kategorija bolesti ne može se pouzdano pripisati telomernoj bolesti. To znači da mogu utjecati mnogi različiti organi.

Telomeropathy

Izraz telomeropatija koristi se za bolesti koje se javljaju zbog oštećenih telomera. Telomere bolest se obično koristi kao ekvivalentni izraz. Zbog nepovratnog uzroka ovih bolesti, sve telomeropatije će biti kronične.

U telomeropatiji se telomeri obično skraćuju do te mjere da se naknadna DNA napada zbog nedostatka enzima telomeraze ili proteina koji tvore sklonište. Ponekad je zahvaćen DNK koji kodira proteine pa se oštećenja mogu osjetiti u tijelu.

Telomeropatije uključuju veliki broj bolesti koje nisu baš specifične za telomeropatije. To znači da su simptomi vrlo raznoliki i često imaju druge uzroke. Ozbiljnost bolesti je također vrlo različita, a kronični tijek s simptomima može biti jak ili slab.

Češće telomeropatije uključuju upalu pluća, cirozu jetre ili anemiju i oštećenje koštane srži.

Kakvu ulogu telomeri igraju u starenju?

Kako starimo, potreba ljudskog tijela za novim stanicama se nastavlja. Između ostalog, ovo je potrebno za održavanje procesa u pojedinim stanicama različitih organa.

Te nove stanice nastaju dijeljenjem stanica (Mitoza) kao dio staničnog ciklusa. Prije podjele udvostruče se sve stanične organele i cjelokupna DNK. Taj se postupak naziva replikacija. Za to postoje specifični enzimi u svakoj stanici. Međutim, zbog svoje strukture, odgovorni enzimi ne mogu započeti udvostručavanje DNK na kraju svakog lanca DNA.

Kao rezultat toga dolazi do gubitka baznih parova sa svakim ciklusom i kromosomi se kontinuirano skraćuju.

Telomeri su smješteni na krajevima tako da to ne vodi ranom gubitku važnih segmenata DNA. Oni ne nose nikakve genetski važne podatke i mogu bez problema preživjeti gubitak od nekoliko baza. Sa starošću, međutim, telomeri padaju ispod određene duljine, što je opasno i potencijalno povezano s oštećenjem.

To dovodi ili do nepovratnog zaustavljanja staničnog ciklusa, starenja ili do planirane smrti stanice. Na taj način tijelo kontinuirano gubi potencijal obnavljanja i stare.

Naš sljedeći članak mogao bi vas zanimati: Proces starenja

Koju ulogu imaju u razvoju raka?

Telomeri mogu također igrati bitnu ulogu u razvoju raka. No, češće je uzrok raka mutacija unutar lanca DNK. U razvoju raka, međutim, skraćivanje igra ulogu kao i u starenju.

S kraćim telomerima vjerojatnije je da će se razviti rak. Razlog za to je veća vjerojatnost da će biti napadnut dio dvostrukog lanca DNA koji kodira proteine i sadrži gene. Faktor rizika za to su kratki telomeri koji su prisutni od rođenja.

Pored toga, vjerojatnije je da su niske razine enzima telomeraze i proteinskog kompleksa skloništa. Telomeri također igraju važnu ulogu u već postojećem karcinomu.

Kako se stanice degeneriraju, dolazi do pojačanog rasta stanica i povećane diobe stanica. To dovodi do bržeg skraćivanja telomera, zbog čega je veća degeneracija vjerojatnija. Stanica pokušava reagirati na to putem različitih mehanizama, ali to je u stanicama raka rijetko uspješno.

Što je telomeraza?

Telomeraza je enzim koji se javlja u svakoj ljudskoj stanici, ali nije ga moguće detektirati u svim stanicama. Telomeraza je posebno aktivna u sljedećim stanicama:

Stanice koštane srži
Matične stanice
Stanice gerlina (Prekursori sperme i jajnih stanica)
embrionalne stanice

Javlja se uglavnom u staničnoj jezgri, jer je to mjesto njezinog djelovanja. Glavni zadatak enzima je minimizirati gubitak baze telomera DNA na kraju kromosoma tijekom replikacije. To je bitno, jer u protivnom sa svakom diobom stanica relativno veliki gubitak DNK zbog strukture dovodi do skraćenog životnog vijeka stanica.

To je jedan od rijetkih enzima koji u tu svrhu ima funkciju reverzne transkriptaze. To znači da može stvoriti novi niz DNA iz lanca RNA, koji je zapravo kopija DNK.

Ostatak enzima u ljudskom tijelu nema tu funkciju. Radi toga se telomeraza sastoji od malog dijela RNA koji služi kao predložak za novi dio DNA. Da bi se to postiglo, enzim koristi prednost činjenice da se na telomerima više puta pojavljuje niz. Bazni niz RNA komplementaran je ovom ponavljajućem slijedu. Na kraju telomera dodaje se novi lanac DNA.

Može li dijeta utjecati na telomere?

Neki medicinski stručnjaci i istraživači utvrdili su da prehrana utječe na telomere. O tome je već provedeno nekoliko studija, ali neka od njih su kontroverzna.

Kaže se da zdrava prehrana povećava aktivnost telomeraze, tako da skraćivanje telomera tijekom diobe stanica dolazi sporijom brzinom. Pored toga, telomeri bi čak trebali biti u mogućnosti produljiti zbog velike aktivnosti telomeraze.

Dijeta bi se trebala temeljiti na biljnim proizvodima kad god je to moguće. Visok unos vitamina koji suzbijaju oksidativni stres u stanicama također je važan za utjecaj telomera prehranom. Ovo dovodi do manjeg oštećenja dvostrukog lanca DNK. Za omega-3 masne kiseline kojih ima u masnoj ribi također se kaže da imaju pozitivan učinak.

Kao i kod praktički svih prognoza, osim prehrane, vježbanje i manje tjelesne aktivnosti pozitivno utječu i na duljinu telomera, zbog čega na to treba obratiti pažnju.

Detaljnije informacije o ovoj temi možete pročitati pod: Anti-ageing i hranjiva