Anatómia-Lexikon

Telomerek

meghatározás

A telomerek minden DNS részei. A kromoszómák végén vannak, és semmiképpen sem kódolják a géneket. A kromoszóma többi részétől eltérően a telomerek nem rendelkeznek kétszálú DNS-sel. Egyetlen szálként kaphatók.

A többi DNS-sel ellentétben ezek sem mutatnak nagy változékonyságot a bázisok sorrendjében, hanem ismétlődő bázisszekvenciákból állnak. Ez fontos funkciójuk betöltéséhez.

Az ismétlődő szekvenciák a kromoszóma telomerjeit úgy göndörítik fel, hogy ne engedjék, hogy egy enzim megtámadja a kromoszóma végét. Minden sejtciklus során a sejtek szaporodása által okozott telomerek rövidülnek.

A telomerek anatómiai bonyodalmai

Minden kromoszóma két, különböző irányban futó DNS-szálból áll, az úgynevezett antiparallel irányból. A DNS-szál mindkét oldalán egy telomer található. Így a sejtciklustól függően kromoszómánként kettő vagy négy telomer található. Összesen sejtenként 96 vagy 192 telomer található 46 kromoszómával.

Ha a DNS-szálak egyszerűen vakon végződnének, ez lehetőséget adna a különböző fehérjéknek a DNS megtámadására. A DNS nagy részével ellentétben a telomerek nem hordoznak olyan információt, amely fontos a sejtek működéséhez.

Inkább van egy olyan bázis szekvencia a telomerekben, amelyet újra és újra megismételnek. Ez a szekvencia hat bázisból áll, és háromszor tartalmaz guanint, egyszer adenozint és kétszer timint. Ez az ismétlődő szekvencia végül egy telomer alapjaihoz vezet, amelyek bázispárokat alkotnak egymással. Ez a végek összecsukódásához vezet, és a telomerek már nem egyetlen szálként, hanem tekercsként vannak jelen. Ahhoz azonban, hogy a sejtek szaporodjanak a replikáció során, szükség van az összehajtott telomerek kibontakozására.

Milyen funkciói vannak a telomereknek?

A telomereknek lényegében két szerepük van. Egyrészt fontosak a normál sejtciklus alatt vagy a G0 fázis alatt. Enzimek léteznek a sejtekben, amelyek folyamatosan lebontják a DNS-t. Ez egyrészt a betolakodók elrettentését szolgálja, másrészt azonban nem is kívánatos. Ez óriási problémát jelent a sejtmag normális DNS-e számára, és nemkívánatos eseményekhez vezethet.

Ennek megakadályozása érdekében a DNS minden egyes szálának végén van egy túlnyúlás, a telomer. Mivel a telomoer olyan bázisszekvenciákból áll, amelyek nem kódolják a fehérjéket, önmagában ez védi a kódoló DNS-t, mivel először lebontják. Ezenkívül a telomerek hajtogatásával a DNS-lebontó enzimek nehezen találnak olyan pontot, ahol a szabad DNS-vég göndörítésével megkezdhetik lebontásukat.Ezenkívül a hajtogatott telomerek kötési helyeket biztosítanak a speciális fehérjék számára. Ezek a fehérjék viszonylag nagyok a DNS-vég védő körülvétele érdekében.

Másrészt a telomerek fontosak a replikáció során, vagyis a DNS duplikálása során. A felépítés miatt a felelős enzimek nem kezdhetik meg a DNS megduplázását egy DNS-szál végén. Ennek eredményeként az egyes ciklusok során bázispárok veszítenek, és a kromoszómák folyamatosan rövidülnek. Annak érdekében, hogy ez ne vezetjen az esszenciális DNS-szegmensek idő előtti elvesztéséhez, a telomerek a végén helyezkednek el. Nem hordoznak genetikailag fontos információt, és problémamentesen képesek túlélni néhány bázis elvesztését.

Ez a téma érdekes lehet az Ön számára is: A sejtmag funkciói

Telomeres betegségek

A telomerek komoly következményekkel járhatnak. Ilyen későbbi hatás esetén általában a fehérjéket kódoló DNS károsodása az oka.

A telomeres betegséget leggyakrabban a fehérjekomplexek hiánya okozza (Menedékház), amelyek a telomerek körül helyezkednek el, vagy amelyeket a telomeráz enzim okoz. Ez a védelem csökkentése révén elősegíti a strukturális megszakadásokat.

A kromoszómák viszonylag magas száma miatt a betegségek egy kategóriája nem rendelhető megbízhatóan telomer betegséghez. Ez azt jelenti, hogy sok különböző szerv érintett lehet.

Telomeropátia

A telomeropátia kifejezést olyan betegségekre használják, amelyek a sérült telomerek miatt jelentkeznek. A telomer betegség általában egyenértékű kifejezés. E betegségek visszafordíthatatlan oka miatt minden telomeropathia krónikus lesz.

A telomeropátiában a telomerek általában olyan mértékben rövidülnek meg, hogy a későbbi DNS-t megtámadják a telomeráz enzim vagy a menedékkomplexet alkotó fehérjék hiánya miatt. Néha a fehérjéket kódoló DNS érintett, így a károsodás a testben érezhető.

A telomeropátiák nagyszámú olyan betegséget tartalmaznak, amelyek nem nagyon specifikusak a telomeropátiákra. Ez azt jelenti, hogy a tünetek nagyon változatosak, és gyakran más okaik vannak. A betegség súlyossága szintén nagyon eltérő, és a krónikus lefolyás a tünetekkel erős vagy gyenge lehet.

A leggyakoribb telomeropathiák közé tartozik a tüdőgyulladás, a májcirrhosis vagy a vérszegénység és a csontvelő károsodása.

Milyen szerepet játszanak a telomerek az öregedésben?

Az életkor előrehaladtával az emberi testnek továbbra is szüksége van új sejtekre. Többek között erre van szükség a különféle szervek egyes sejtjeiben zajló folyamatok fenntartásához.

Ezeket az új sejteket sejtosztódás hozza létre (Mitózis) a sejtciklus részeként. A szétosztás előtt az összes sejtorganellum és az összes DNS megduplázódik. Ezt a folyamatot replikációnak nevezzük. Minden sejtben vannak specifikus enzimek erre a célra. Szerkezetük miatt azonban a felelős enzimek nem kezdhetik meg a DNS megduplázását az egyes DNS-szálak végén.

Ennek eredményeként az egyes ciklusok során bázispárok veszítenek, és a kromoszómák folyamatosan rövidülnek.

A telomerek a végén helyezkednek el, így ez nem vezet a fontos DNS-szegmensek korai elvesztéséhez. Nem hordoznak genetikailag fontos információt, és problémamentesen képesek túlélni néhány bázis elvesztését. Időskorával a telomerek azonban elmaradnak egy bizonyos hosszúságtól, ami veszélyes és potenciálisan károsodással jár.

Ez vagy irreverzibilis sejtciklus leállításához, az öregedéshez vagy a sejt tervezett halálához vezet. Így a test folyamatosan elveszíti megújulási lehetőségeit, és öregszik.

A következő cikkünk is érdekes lehet Ön számára: Öregedési folyamat

Milyen szerepet játszanak a rák kialakulásában?

A telomerek szintén alapvető szerepet játszhatnak a rák kialakulásában. Gyakrabban azonban a rák oka a DNS-szálon belüli mutáció. A rák kialakulásában azonban a rövidülés szerepet játszik az öregedésben.

Rövidebb telomerek esetén a rák nagyobb valószínűséggel alakul ki. Ennek oka az a nagyobb valószínűség, hogy a DNS kettős szál fehérjéket kódoló és géneket tartalmazó részét megtámadják. Ennek kockázati tényezője a rövid telomerek, amelyek már születésüktől fogva jelen vannak.

Ezenkívül a telomeráz enzim és a menedék fehérje komplex alacsony szintje valószínűbbé teszi azt. A telomerek fontos szerepet játszanak a már meglévő rák kialakulásában is.

A sejtek degenerációjával összefüggésben fokozott a sejtnövekedés és a sejtosztódás. Ez a telomerek gyorsabb rövidüléséhez vezet, ami valószínűsíti a további elfajulást. A sejt különféle mechanizmusokkal próbál erre reagálni, de ez a rákos sejtekben ritkán sikerül.

Mi az a telomeráz?

A telomeráz egy enzim, amely minden emberi sejtben előfordul, de nem minden sejtben mutatható ki. A telomeráz különösen aktív a következő sejtekben:

A csontvelő sejtjei
Őssejtek
Csíra sejtek (A sperma és a petesejtek prekurzorai)
embrionális sejtek

Főleg a sejtmagban fordul elő, mivel itt van a cselekvési helye. Az enzim fő feladata a DNS telomerjeinek bázisveszteségének minimalizálása a kromoszómák végén a replikáció során. Ez elengedhetetlen, mert különben az egyes sejtosztódásokkal a DNS miatt a szerkezet miatt bekövetkező viszonylag magas veszteség a sejtek élettartamának csökkenéséhez vezet.

Azon kevés enzimek egyike, amelynek a reverz transzkriptáz funkciója van erre a célra. Ez azt jelenti, hogy egy RNS-szálból képes létrehozni egy új DNS-szálat, amely valójában a DNS másolata.

Az emberi test többi enzimének nincs ilyen funkciója. Ehhez a telomeráz egy kis RNS szakaszból áll, amely templátként szolgál a DNS új szakaszához. Ehhez az enzim kihasználja azt a tényt, hogy egy szekvencia ismételten előfordul a telomereken. Az RNS bázissorrendje kiegészíti ezt az ismétlődő szekvenciát. Az új DNS-szálat hozzáadjuk a telomer végéhez.

A diéta befolyásolhatja a telomereket?

Egyes orvosi szakemberek és kutatók felismerték, hogy az étrend befolyásolja a telomereket. Számos tanulmányt végeztek már erről, de néhányuk ellentmondásos.

Az egészséges táplálkozásnak növelnie kell a telomeráz aktivitását, így a sejtosztódás során a telomerek rövidülése lassabban következik be. Ezen túlmenően a telomereknek képesnek kell lenniük hosszabbodni is a telomeráz magas aktivitása miatt.

Az étrendnek lehetőség szerint növényi eredetű termékeken kell alapulnia. A sejtek oxidatív stresszét ellensúlyozó magas vitaminbevitel szintén fontos a telomerek étrenden keresztüli befolyásolásához. Ez kevesebb károsodást eredményez a DNS kettős szálban. Állítólag pozitív hatással vannak az omega-3 zsírsavak is, amelyek zsíros halakban bővelkednek.

Mint gyakorlatilag az összes prognózis esetében, a diéta mellett a testmozgás és a kevesebb fizikai aktivitás is pozitívan befolyásolja a telomerek hosszát, ezért erre figyelnie kell.

A témával kapcsolatban részletesebb információkat itt olvashat: Öregedésgátlás és táplálkozás