Anatómia-Lexikon

A telomerek

meghatározás

A telomerek minden DNS részét képezik. A kromoszómák végén vannak, és semmiképpen sem kódolják a géneket. A kromoszóma többi részétől eltérően a telomerek nem tartalmaznak kétszálú DNS-t. Egyszálra kaphatók.

A DNS többi részével ellentétben ezeknek sem nagy a variabilitása a bázisok sorrendjében, hanem ismétlődő bázisszekvenciákból állnak. Ez fontos funkciójuk teljesítéséhez.

Az ismétlődő szekvenciáknak köszönhetően a kromoszóma telomerjei összehajlanak oly módon, hogy nem engedik, hogy egy enzim támadjon a kromoszóma végén. Minden sejtcikluson keresztül a sejtek proliferációja által okozott telomerek lerövidülnek.

A telomerek anatómiai bonyolultságai

Mindegyik kromoszóma két DNS-szálból áll, amelyek különböző irányba futnak, az úgynevezett anti-párhuzamos irányba. A telomer egy DNS-szál mindkét oldalának végén található. Így a sejtciklustól függően kromoszómánként két vagy négy telomer van. Összesen sejtben 96 vagy 192 telomer van 46 46 kromoszómával.

Ha a DNS-szálak egyszerűen vakon véget vetnének, ez lehetőséget adna a különböző fehérjéknek, hogy megtámadják a DNS-t. A DNS nagy részével ellentétben a telomerek nem tartalmaznak olyan információt, amely fontos a sejtek működése szempontjából.

Inkább egy alapszekvencia van a telomerekben, amelyet újra és újra megismételnek. Ez a szekvencia hat bázisból áll, és háromszor tartalmaz guanint, egyszer az adenozint és kétszer a timint. Ez az ismétlődő szekvencia végül a telomer bázisokhoz vezet, amelyek párosulnak egymással. Ez a végeik hajtogatásához vezet, és a telomerek már nem egyetlen szálként, hanem tekercsként vannak jelen. Ahhoz, hogy a sejtek szaporodjanak a replikáció során, szükséges, hogy a hajtogatott telomerek kibontakozhassanak.

Melyek a telomerek funkciói?

A Telomeresnek alapvetően két szerepe van. Egyrészt fontosak a normál sejtciklus vagy a G0 fázis során. Enzimek léteznek a sejtekben, amelyek folyamatosan lebontják a DNS-t. Ez egyrészt a betolakodók megakadályozására szolgál, másrészt nemkívánatos. Ez hatalmas problémát jelent a sejtmag normál DNS-é számára, és nemkívánatos eseményekhez vezethet.

Ennek megakadályozása érdekében minden egyes DNS-szál végén egy oldalrész, a telomer áll, az egyik oldalon. Mivel a telomér olyan bázisszekvenciákból áll, amelyek nem kódolják a fehérjéket, ez önmagában védi a kódoló DNS-t, mivel először lebontja. Ezenkívül a telomerek hajtogatásával a DNS-t lebontó enzimek nehezen találnak olyan pontot, amelyen a szabad DNS-vég göndörítésével megkezdhetik a degradációjukat. Ezenkívül a hajtogatott telomerek kötőhelyeket biztosítanak a speciális fehérjékhez. Ezek a fehérjék viszonylag nagyok ahhoz, hogy védekező körülvéssék a DNS végét.

Másrészt a telomerek fontosak a replikáció során, azaz a DNS megduplázódásakor. Szerkezetük miatt a felelős enzimek nem képesek megkettőzni a DNS-t egy DNS-szál végén. Ennek eredményeként az alappárok minden ciklusban vesztesek, és a kromoszómák folyamatosan lecsökkennek. Annak érdekében, hogy ez nem vezet az esszenciális DNS-szegmensek idő előtti elvesztéséhez, a telomerek a végükön helyezkednek el. Nem tartalmaznak genetikailag fontos információt, és néhány bázis elvesztésével problémák nélkül élhetnek meg.

Ez a téma az ön számára is érdekes lehet: A sejtmag feladatai

Telomeres betegségek

A telomerek súlyos következményekkel járhatnak. Egy ilyen későbbi hatás esetén a fehérjéket kódoló DNS károsodása általában az oka.

A Telomeres-betegséget leggyakrabban a fehérjekomplexek hiánya okozza (Shelterine), amelyek a telomerek körül helyezkednek el, vagy amelyeket a telomeráz enzim okoz. Ez elősegíti a szerkezet meghibásodását a csökkent védelem révén.

A viszonylag nagyszámú kromoszóma miatt a betegségek egy kategóriáját nem lehet megbízhatóan a telomer betegséghez rendelni. Ez azt jelenti, hogy sokféle szerv érinti.

Telomeropathy

A telomeropathia kifejezést olyan betegségekre használják, amelyek a sérült telomerek miatt lépnek fel. A telomer betegséget általában ekvivalens kifejezésként használják. Ezen betegségek visszafordíthatatlan oka miatt minden telomeropathia krónikus lesz.

A telomeropathia során a telomerek általában olyan mértékben lerövidülnek, hogy a telomeráz enzim hiánya vagy a szteroid komplexet alkotó proteinek hiánya miatt a későbbi DNS-t megtámadják. Időnként a fehérjéket kódoló DNS-t befolyásolja, így a károsodás a testben érezhető.

A telomeropátiák számos olyan betegséget foglalnak magukban, amelyek nem nagyon specifikusak a telomeropathiákra. Ez azt jelenti, hogy a tünetek nagyon változatosak és gyakran más okokkal is rendelkeznek. A betegség súlyossága szintén nagyon eltérő, és a tünetekkel járó krónikus lefolyás erős vagy gyenge lehet.

A leggyakoribb telomeropathiák közé tartozik a tüdőgyulladás, a májcirrózis vagy vérszegénység, valamint a csontvelő károsodása.

Milyen szerepet játszanak a telomerek az öregedésben?

Az öregedéssel az emberi test továbbra is igényli az új sejteket. Többek között ez szükséges a folyamatok fenntartásához a különféle szervek egyes sejtjeiben.

Ezeket az új cellákat a sejtosztódás hozza létre (Mitózis) a sejtciklus részeként. A megosztás előtt az összes sejtmagasság és az egész DNS megduplázódik. Ezt a folyamatot replikációnak nevezzük. Ehhez minden sejtben vannak speciális enzimek. Szerkezetük miatt azonban a felelős enzimek nem kezdhetik meg a DNS megduplázódását az egyes DNS-szálak végén.

Ennek eredményeként az alappárok minden ciklusban vesztesek, és a kromoszómák folyamatosan lecsökkennek.

A telomerek a végén vannak elhelyezve, így ez nem vezet a fontos DNS-szegmensek korai elvesztéséhez. Nem tartalmaznak genetikailag fontos információt, és néhány bázis elvesztésével problémák nélkül élhetnek meg. Az öregedéssel azonban a telomerek egy bizonyos hosszúság alá esnek, ami veszélyes és potenciálisan károsodással járhat.

Ez vagy visszafordíthatatlan sejtciklus leállításhoz, öregítéshez, vagy a sejt tervezett halálához vezet. Így a test folyamatosan elveszíti a megújulási potenciálját, és öregedni fog.

Következő cikkünk Önt is érdekelheti: Öregedési folyamat

Milyen szerepet játszanak a rák kialakulásában?

A telomerek alapvető szerepet játszhatnak a rák kialakulásában is. Gyakrabban azonban a rák oka a DNS-szálon belüli mutáció. A rák kialakulásában azonban a rövidítés szerepet játszik, mint az öregedésben.

Rövidebb telomerek esetén a rák nagyobb valószínűséggel alakul ki. Ennek oka az, hogy nagyobb a valószínűsége annak, hogy a DNS kettős szálának a fehérjéket kódoló és géneket tartalmazó részét megtámadják. Ennek kockázati tényezője a rövid telomerek, amelyek már a születése óta jelen vannak.

Ezen túlmenően a telomeráz enzim alacsony szintje és a szteroid fehérjekomplex valószínűbb. A telomerek fontos szerepet játszanak a már létező rákban is.

Ahogy a sejtek degenerálódnak, megnövekszik a sejtek növekedése és fokozódik a sejtosztódás. Ez a telomerek gyorsabb lerövidüléséhez vezet, ami valószínűbbé teszi a további degenerációt. A sejt különféle mechanizmusok révén próbál reagálni erre, de ez a rákos sejtekben ritkán eredményes.

Mi a telomeráz?

A telomeráz olyan enzim, amely minden emberi sejtben előfordul, de nem detektálható minden sejtben. A telomeráz különösen aktív a következő sejtekben:

A csontvelő sejtjei
Őssejtek
Csírasejt sejtek (Sperma és petesejtek prekurzorai)
embrionális sejtek

Elsősorban a sejtmagban fordul elő, mivel ezen a helyen működik. Az enzim fő feladata a DNS telomerjeinek bázisveszteségének minimalizálása a kromoszómák végén a replikáció során. Ez elengedhetetlen, mivel egyébként minden sejtosztódás esetén a DNS szerkezetének viszonylag nagy vesztesége a szerkezet miatt csökkenti a sejtek élettartamát.

Ez a kevés enzim egyike, amelynek erre a célra fordított transzkriptáz funkciója van. Ez azt jelenti, hogy egy új DNS-szálat generálhat egy RNS-szálból, amely valójában a DNS másolata.

Az emberi testben levő többi enzimnek nincs ilyen funkciója. Ehhez a telomeráz egy kis RNS-szakaszból áll, amely sablonként szolgál a DNS új szakaszához. Ehhez az enzim kihasználja azt a tényt, hogy egy sorozat ismételten megtörténik a telomerekben. Az RNS bázisszekvenciája komplementer ezen ismétlődő szekvenciával. Az új DNS-szálat hozzáadjuk a telomer végéhez.

Befolyásolhatja-e az étrend a telomereket?

Egyes egészségügyi szakemberek és kutatók megállapították, hogy az étrend befolyásolja a telomereket. Ezzel kapcsolatban már számos tanulmányt készítettek, de néhányuk ellentmondásos.

Az egészséges táplálkozásról azt állítják, hogy növeli a telomeráz aktivitását, így a telomerek lerövidülése a sejtosztódás során lassabban megy végbe. Ezen túlmenően a telomerázoknak még a telomeráz nagy aktivitása miatt meg kell hosszabbodniuk.

Az étrendnek lehetőség szerint növényi alapú termékeken kell alapulnia. A telomerek étrend általi befolyásolásához szintén fontos a magas vitaminbevitel, amely ellensúlyozza a sejtek oxidatív stresszét. Ez kevesebb kárt okoz a DNS kettős szálban. Az omega-3 zsírsavakról, amelyek bőségesen vannak zsíros halakban, szintén pozitív hatású.

Mint gyakorlatilag az összes előrejelzésnél, az étrend mellett a testmozgás és a kevesebb testmozgás is pozitív hatással van a telomerek hosszára, ezért erre oda kell figyelni.

A témáról részletesebb információkat az alábbiakban olvashat: Öregedésgátló és táplálkozási