Anatomija-Leksikon

Telomeri

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 DNA. Dostupni su u obliku jedne niti.

Za razliku od ostatka DNA, oni također ne pokazuju veliku varijabilnost u redoslijedu baza, već se sastoje od ponavljanja sekvenci baze. To je važno za ispunjenje njihove funkcije.

Ponavljajuće se sekvence uzrokuju da se telomeri kromosoma izvijeju na takav način da ne dopuštaju enzimu da napadne kraj kromosoma. Sa svakim staničnim ciklusom dolazi do skraćivanja telomera uzrokovanih proliferacijom stanica.

Anatomske zamršenosti telomera

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

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

Umjesto toga, u telomerima postoji osnovni slijed koji se ponavlja iznova i iznova. Ova se sekvenca sastoji od šest baza i tri puta ima gvanin, jednom adenozin i dva puta timin. Ova ponavljajuća sekvenca u konačnici dovodi do baza telomera koji tvore međusobno sparivanje baza. To dovodi do presavijanja krajeva i telomeri više nisu prisutni kao jedan lanac, već kao zavojnica. Međutim, da bi se stanice umnožile tijekom replikacije, potrebno je da se sklopljeni telomeri razviju.

Koje su funkcije telomera?

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

Kako se to ne bi dogodilo, na kraju svakog pojedinog lanca DNA nalazi se prevjes, telomer, s jedne strane. Budući da se telomoer sastoji od baznih sekvenci koje ne kodiraju proteine, samo je to zaštita za kodirajuću DNA, budući da se prvo razgrađuje. Nadalje, preklapanjem telomera, enzimi koji razgrađuju DNA teško pronalaze točku u kojoj mogu započeti svoju razgradnju uvijanjem slobodnog DNA kraja.Uz to, presavijeni telomeri pružaju mjesta vezanja za posebne proteine. Ti su proteini relativno veliki kako bi zaštitno okružili kraj DNA.

S druge strane, telomeri su važni tijekom replikacije, tj. Tijekom umnožavanja DNA. Zbog strukture odgovorni enzimi ne mogu početi udvostručavati DNA na kraju DNA lanca. Kao rezultat, dolazi do gubitka baznih parova sa svakim ciklusom i kromosomi se kontinuirano skraćuju. Kako to ne bi dovelo do prijevremenog gubitka bitnih segmenata DNA, telomeri se nalaze na krajevima. Ne nose nikakve genetski važne informacije i bez problema mogu preživjeti gubitak nekoliko baza.

Ova bi vas tema također mogla zanimati: Funkcije stanične jezgre

Bolesti telomera

Telomeri mogu imati ozbiljne učinke. U slučaju takvog naknadnog učinka, uzrok je obično oštećenje DNA koja kodira proteine.

Bolest telomera najčešće je uzrokovana nedostatkom proteinskih kompleksa (Shelterine), koji se nalaze oko telomera ili ih uzrokuje enzim telomeraza. Ovo promiče strukturne poremećaje smanjenom zaštitom.

Zbog relativno velikog broja kromosoma, neka vrsta bolesti ne može se pouzdano pripisati telomernoj bolesti. To znači da mogu biti zahvaćeni mnogi različiti organi.

Telomeropatija

Pojam telomeropatija koristi se za bolesti koje se javljaju zbog oštećenih telomera. Bolest telomera obično se koristi kao ekvivalentan pojam. Zbog nepovratnog uzroka ovih bolesti, sve će telomeropatije biti kronične.

U telomeropatiji, telomeri su obično skraćeni do te mjere da je naknadna DNA napadnuta zbog nedostatka enzima telomeraze ili proteina koji tvore sklonišni sklop. Ponekad je pogođena DNA koja kodira proteine, pa se šteta može osjetiti u tijelu.

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

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

Kakvu ulogu imaju telomeri u starenju?

Kako starimo, potreba ljudskog tijela za novim stanicama nastavlja se. Između ostalog, to je neophodno za održavanje procesa u pojedinačnim stanicama različitih organa.

Te nove stanice nastaju diobom stanica (Mitoza) kao dio staničnog ciklusa. Prije dijeljenja, sve se stanične organele i sva DNA udvostručuju. Taj se postupak naziva replikacijom. U tu svrhu u svakoj stanici postoje specifični enzimi. Međutim, zbog svoje strukture, odgovorni enzimi ne mogu početi udvostručavati DNK na kraju svakog lanca DNA.

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

Telomeri se nalaze na krajevima tako da to ne dovodi do ranog gubitka važnih segmenata DNA. Ne nose nikakve genetski važne informacije i mogu bez problema preživjeti gubitak nekoliko baza. Sa starenjem, međutim, telomeri prolaze određenu duljinu, što je opasno i potencijalno je povezano s oštećenjem.

To dovodi ili do nepovratnog zaustavljanja staničnog ciklusa, starenja ili planirane smrti stanice. Tako tijelo kontinuirano gubi potencijal za obnovu i stari.

Naš sljedeći članak također bi vas mogao zanimati: Proces starenja

Kakvu ulogu imaju u razvoju raka?

Telomeri također mogu igrati bitnu ulogu u razvoju raka. Međutim, češće je uzrok raka mutacija unutar lanca DNA. U razvoju raka, međutim, skraćivanje igra ulogu kao u starenju.

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

Uz to, niske razine enzima telomeraze i proteinskog kompleksa skloništa čine to vjerojatnijim. Telomeri također igraju važnu ulogu u već postojećem raku.

U kontekstu degeneracije stanica dolazi do povećanog rasta stanica i povećane diobe stanica. To dovodi do bržeg skraćivanja telomera, što čini vjerojatnijom daljnju degeneraciju. Stanica pokušava reagirati na to različitim mehanizmima, ali to je rijetko uspješno u stanicama raka.

Što je telomeraza?

Telomeraza je enzim koji se javlja u svakoj ljudskoj stanici, ali se ne može otkriti u svim stanicama. Telomeraza je posebno aktivna u sljedećim stanicama:

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

Javlja se uglavnom u staničnoj jezgri, jer je tu mjesto njezinog djelovanja. Glavna je zadaća enzima minimizirati bazni gubitak telomera DNA na kraju kromosoma tijekom replikacije. To je neophodno, jer inače sa svakom staničnom diobom relativno visok gubitak DNA zbog strukture dovodi do smanjenog životnog vijeka stanica.

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

Ostali enzimi ljudskog tijela nemaju ovu funkciju. Zbog toga se telomeraza sastoji od malog dijela RNA, koji služi kao predložak za novi dio DNA. Da bi to učinio, enzim koristi činjenicu da se niz ponavlja u tijelima. Osnovni slijed RNA komplementaran je ovom ponavljajućem slijedu. Novi lanac DNA dodaje se na kraj telomera.

Može li prehrana utjecati na telomere?

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

Zdrava prehrana trebala bi povećati aktivnost telomeraze, tako da se skraćivanje telomera tijekom diobe stanica događa sporije. Uz to, telomeri bi se čak trebali moći produljiti zbog visoke aktivnosti telomeraze.

Prehrana se treba temeljiti na biljnim proizvodima kad god je to moguće. Visok unos vitamina, koji djeluju suprotno oksidacijskom stresu u stanicama, također je važan za utjecaj na telomere prehranom. To rezultira manjom štetom na dvostrukom lancu DNA. Kaže se da pozitivni učinak imaju i omega-3 masne kiseline kojih ima puno u masnoj ribi.

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

Detaljnije informacije o ovoj temi možete pročitati pod: Anti-age i prehrana