Anatomija-Leksika

Telomeres

definīcija

Telomēri ir katras DNS sastāvdaļa. Tie atrodas hromosomu galos un nekādā gadījumā nekodē gēnus. Atšķirībā no pārējās hromosomas, telomēros nav divkāršu DNS. Tie ir pieejami kā viena virkne.

Atšķirībā no pārējās DNS, tām arī nav lielu mainīgumu bāzu secībā, bet tās sastāv no bāzes secību atkārtošanas. Tas ir svarīgi viņu funkciju izpildei.

Atkārtotās secības liek hromosomas telomērām saritināties tā, ka tās neļauj fermentam uzbrukt hromosomas galam. Ar katru šūnu ciklu notiek telomeru saīsināšanās, ko izraisa šūnu proliferācija.

Telomeru anatomiskās sarežģītības

Katra hromosoma sastāv no diviem DNS pavedieniem, kas darbojas dažādos virzienos, tā sauktajā antiparalelajā virzienā. Katrā DNS virknes pusē ir telomēra galā. Tādējādi atkarībā no šūnu cikla vienā hromosomā ir vai nu divi, vai četri telomēri. Kopumā vienā šūnā ir vai nu 96, vai 192 telomēras ar 46 hromosomām.

Ja DNS virknes vienkārši beidzas akli, tas dažādiem proteīniem dotu iespēju uzbrukt DNS. Atšķirībā no lielas DNS daļas, telomeros nav nevienas informācijas, kas ir svarīga šūnu darbībai.

Drīzāk telomeros ir bāzes secība, kas tiek atkārtota atkal un atkal. Šī secība sastāv no sešām bāzēm, un tajā trīs reizes ir guanīns, vienreiz adenozīns un divreiz timīns. Šī atkārtotā secība galu galā noved pie tā, ka telomēra pamatnes veido pamatu pārus savā starpā. Tas noved pie galu locīšanas, un telomēras vairs nav kā viena virkne, bet gan kā spole. Lai šūnas vairotos replikācijas laikā, ir nepieciešams, lai salocītās telomēras izvērstos.

Kādas ir telomēru funkcijas?

Telomeriem būtībā ir divas lomas. No vienas puses, tie ir svarīgi normālā šūnu cikla laikā vai G0 fāzes laikā. Šūnās pastāv fermenti, kas nepārtraukti noārda DNS. Tas, no vienas puses, palīdz novērst iebrucējus, bet, no otras puses, tas ir arī nevēlams. Tas rada milzīgas problēmas normālai šūnas kodola DNS un var izraisīt nevēlamus notikumus.

Lai tas nenotiktu, katras atsevišķas DNS virknes galā vienā pusē ir pārkare, telomērs. Tā kā telomērs sastāv no bāzes sekvencēm, kas nekodē olbaltumvielas, tas vien ir kodējošās DNS aizsardzība, jo tā vispirms tiek sadalīta. Turklāt, saliekot telomērus, DNS noārdošajiem enzīmiem ir grūti atrast punktu, kurā tie varētu sākt noārdīšanos, saritinot brīvo DNS galu.Turklāt salocītās telomēras nodrošina īpašu olbaltumvielu saistīšanās vietas. Šie proteīni ir salīdzinoši lieli, lai aizsargātu DNS galu.

No otras puses, telomeriem ir liela nozīme replikācijas laikā, t.i., DNS dublēšanās laikā. Struktūras dēļ atbildīgie fermenti nevar sākt dubultot DNS DNS virknes galā. Rezultātā ar katru ciklu tiek zaudēti bāzes pāri, un hromosomas nepārtraukti saīsinās. Lai tas neradītu priekšlaicīgu būtisku DNS segmentu zaudēšanu, telomēri atrodas galos. Viņi nesniedz nekādu ģenētiski svarīgu informāciju un var bez problēmām pārdzīvot dažu bāzu zaudējumus.

Arī šī tēma varētu jūs interesēt: Šūnas kodola funkcijas

Telomeru slimības

Telomēriem var būt nopietna ietekme. Šādas sekojošas ietekmes gadījumā parasti cēlonis ir olbaltumvielu kodējošās DNS bojājums.

Telomeres slimību visbiežāk izraisa olbaltumvielu kompleksu deficīts (Patversme), kas atrodas ap telomeriem vai ko izraisa enzīms telomerāze. Tas veicina strukturālus traucējumus, samazinot aizsardzību.

Salīdzinoši lielā hromosomu skaita dēļ slimību kategoriju nevar droši attiecināt uz telomerisku slimību. Tas nozīmē, ka var tikt ietekmēti daudzi dažādi orgāni.

Telomeropātija

Terminu telomeropātija lieto slimībām, kas rodas bojātu telomēru dēļ. Telomēra slimību parasti lieto kā līdzvērtīgu terminu. Šo slimību neatgriezeniskā cēloņa dēļ visas telomeropātijas būs hroniskas.

Telomeropātijā telomēras parasti tiek saīsinātas tik lielā mērā, ka nākamā DNS tiek uzbrukta telomerāzes enzīma vai olbaltumvielu, kas veido patterīna kompleksu, trūkuma dēļ. Dažreiz tiek ietekmēta DNS, kas kodē olbaltumvielas, tāpēc kaitējums ir jūtams organismā.

Telomeropātijas ietver lielu skaitu slimību, kas nav īpaši raksturīgas telomeropātijām. Tas nozīmē, ka simptomi ir ļoti dažādi, un tiem bieži ir citi cēloņi. Arī slimības smagums ir ļoti atšķirīgs, un hroniskā gaita ar simptomiem var būt spēcīga vai vāja.

Biežākās telomeropātijas ir pneimonija, aknu ciroze vai anēmija un kaulu smadzeņu bojājumi.

Kāda loma novecošanā ir telomeriem?

Kad mēs novecojam, cilvēka ķermenim ir vajadzība pēc jaunām šūnām. Cita starpā tas ir nepieciešams, lai uzturētu procesus dažādu orgānu atsevišķās šūnās.

Šīs jaunās šūnas tiek izveidotas, daloties šūnās (Mitoze) kā daļu no šūnu cikla. Pirms dalīšanās visi šūnu organoīdi un visa DNS tiek dubultoti. Šo procesu sauc par replikāciju. Šim nolūkam katrā šūnā ir specifiski fermenti. Tomēr to struktūras dēļ atbildīgie fermenti nevar sākt dubultot DNS katras DNS virknes beigās.

Rezultātā ar katru ciklu tiek zaudēti bāzes pāri, un hromosomas nepārtraukti saīsinās.

Telomeri atrodas galos, lai tas nenoved pie svarīgu DNS segmentu agras zaudēšanas. Viņi nesniedz nekādu ģenētiski svarīgu informāciju un var bez problēmām pārdzīvot dažu bāzu zaudējumus. Tomēr ar vecumu telomeriem nav noteikta garuma, kas ir bīstami un potenciāli saistīts ar bojājumiem.

Tas noved pie vai nu neatgriezeniska šūnu cikla apstāšanās, novecošanās vai plānotas šūnas nāves. Tādējādi ķermenis nepārtraukti zaudē atjaunošanās iespējas un noveco.

Arī mūsu nākamais raksts varētu jūs interesēt: Novecošanās process

Kāda loma viņiem ir vēža attīstībā?

Telomeriem var būt būtiska loma arī vēža attīstībā. Tomēr biežāk vēža cēlonis ir mutācija DNS virknē. Vēža attīstībā saīsināšanai ir nozīme kā novecošanai.

Ar īsākiem telomeriem, visticamāk, attīstīsies vēzis. Iemesls tam ir lielāka varbūtība, ka tiks uzbrukta DNS dubultās virknes daļai, kas kodē olbaltumvielas un satur gēnus. Riska faktors tam ir īsas telomēras, kas jau ir no dzimšanas.

Turklāt zems fermenta telomerāzes un patterīna olbaltumvielu kompleksa līmenis padara to ticamāku. Telomēriem ir liela nozīme arī jau esošā vēža gadījumā.

Šūnu deģenerācijas kontekstā ir palielināta šūnu augšana un palielināta šūnu dalīšanās. Tas noved pie ātrākas telomēru saīsināšanas, kas padara iespējamu turpmāku deģenerāciju. Šūna mēģina uz to reaģēt, izmantojot dažādus mehānismus, taču vēža šūnās tas reti izdodas.

Kas ir telomerāze?

Telomerāze ir ferments, kas sastopams katrā cilvēka šūnā, bet to nevar noteikt visās šūnās. Telomerāze ir īpaši aktīva šādās šūnās:

Kaulu smadzeņu šūnas
Cilmes šūnas
Dzimumšūnu šūnas (Spermas un olšūnu priekšteči)
embrija šūnas

Tas notiek galvenokārt šūnas kodolā, jo tieši šeit atrodas tā darbības vieta. Fermenta galvenais uzdevums ir samazināt DNS telomēru bāzes zudumu hromosomu galā replikācijas laikā. Tas ir būtiski, jo citādi ar katru šūnu dalījumu relatīvi augsts DNS zudums struktūras dēļ samazina šūnu dzīves ilgumu.

Tas ir viens no nedaudzajiem fermentiem, kam šim nolūkam ir reversās transkriptāzes funkcija. Tas nozīmē, ka no RNS virknes tā var ģenerēt jaunu DNS virkni, kas faktiski ir DNS kopija.

Pārējiem cilvēka ķermeņa fermentiem šī funkcija nav. Lai to izdarītu, telomerāze sastāv no nelielas RNS daļas, kas kalpo par veidni jaunajai DNS sadaļai. Lai to izdarītu, ferments izmanto faktu, ka secība atkārtoti notiek uz telomeriem. RNS bāzes secība ir papildinoša šai atkārtotajai secībai. Telomēra galā pievieno jauno DNS virkni.

Vai diēta var ietekmēt telomerus?

Daži medicīnas profesionāļi un pētnieki atzīst, ka diēta ietekmē telomērus. Par to jau veikti vairāki pētījumi, taču daži no tiem ir pretrunīgi.

Veselīgam uzturam vajadzētu palielināt telomerāzes aktivitāti, lai telomeru saīsināšanās šūnu dalīšanās laikā notiktu lēnāk. Turklāt telomerēm vajadzētu būt pat spējīgām pagarināties, pateicoties augstajai telomerāzes aktivitātei.

Uztura pamatā jābūt augu valsts produktiem, kad vien iespējams. Liela vitamīnu uzņemšana, kas neitralizē oksidatīvo stresu šūnās, ir svarīga arī telomēru ietekmēšanai ar uzturu. Tā rezultātā DNS dubultā virkne tiek bojāta mazāk. Tiek teikts, ka pozitīvi ietekmē arī omega-3 taukskābes, kuru ir daudz taukainās zivīs.

Tāpat kā praktiski visās prognozēs, papildus diētai, fiziskām aktivitātēm un mazākām fiziskām aktivitātēm ir arī pozitīva ietekme uz telomēru garumu, tāpēc jums tas jāpievērš uzmanība.

Sīkāku informāciju par šo tēmu varat izlasīt sadaļā: Novecošanās novēršana un uzturs