Теломерні ділянки молекул ДНК: організація та реплікація
Конститутивна гетерохроматізація характеризує теломерні (кінцеві) ділянки хромосом. Довжина цих ділянок різниться у різних видів тварин: 10-15 тис. П. н. в клітинах ембріонів людини і близько 100 тис. п. н. – В клітинах миші. Теломерні ділянки ДНК людини від – кінця утворені короткими тандемними повторами ТТАГГГ. За ними слідують більш протяжні повторювані послідовності і далі йде ділянку також повторюваних послідовностей, унікальних для кожної хромосоми. Комплекс ДНК зі специфічними білками на кінцях хромосом називається “теломера”.
Теломери беруть участь в прикріпленні хромосом до структур ядерного матриксу і, можливо, до ядерної Ламіне (щільною платівці), чим забезпечується просторова орієнтація хромосом в обсязі ядра. У зи-готене профази першого поділу мейозу спрямоване переміщення по внутрішній поверхні ядерної оболонки решт гомологічниххромосом сприяє їх кон’югації і далі (Пахитена профази першого поділу мейозу) кросинговеру. У метафазі мітозу сестринські хрому-тіди утримуються в парах, в тому числі, завдяки взаємодії їх теломер. В анафазі мітозу це взаємодія слабшає і хроматиди, тепер уже як самостійні хромосоми, розходяться в дочірні клітини. Відома мутація в області теломерной ДНК, що виявляється фено-типически в нерасхожденіі хромосом в анафазі. Теломери “захищають” молекули ДНК від руйнівної дії ферментів.
Специфічна риса теломер, що відображає “технічні” особливості реплікації ДНК (необхідність для початку процесу РНК-затравки), полягає в тому, що в кожному репликационной циклі (період S інтерфази) кінці і материнської, і дочірньої молекул ДНК коротшають, в середньому, на 50 нуклеотидів. Недореплікація ДНК на кінцях хромосом не є фатальною завдяки наявності в клітинах макро-молекулярного комплексу з ферментативної активністю – теломера-зи. Остання функціонує як зворотна транскриптаза, добудовуючи недорепліціруемие ділянки ДНК.
Кінцева недореплікація ДНК як неминуче (“технічне”) подія завдяки тому, що теломери позбавлені структурних (смисло-
Вих, що кодують) генів, не завдає шкоди у вигляді біоінформаційних втрат (функція буфера). Відомі приклади, коли за участі теломерази шляхом утворення теломерной ДНК “закриваються” кінці на місці випадкових розривів хромосом. Це зберігає відірвалися ділянки хромосом функціонуючими, хоча б частково. Таке спостерігається у хворих α-таласемією – спадковим захворюванням, пов’язаним з мутацією в кластері α-глобінових генів у вигляді розриву в довгому плечі хромосоми 16. Транскрипційні активність генів поблизу теломер знижена (див. Ефект положення). При вкороченні ті-Ломер через недореплікаціі ДНК названий ефект знімається і гени активуються.
Теломеразной механізм, активний в клітинах ембріона, не функціонує в багатьох типах клітин дорослого організму, і втрати кінцевий ДНК в Реплікаційний циклах не заповнює. Вкорочення хромосом до певної межі призводить до виходу клітини з пролиферативного циклу з єдиною перспективою загинути (термінальна диффе-ренціровка). Виняток становлять клітини зародкового шляху – статеві клітини.
У кінцевий недореплікаціі ДНК (маргінотомія) бачать причину ліміту Л. Хейфліка. який висловив на підставі результатів досліджень динаміки клітин у культурі (поза організмом, in vitro) думка про кінцівки числа поділів клітин багатоклітинного організму, з чим фундаментальна геронтологія намагалася пов’язати закономірні вікові зміни – тіломірна теорія старіння. Сучасні дослідження внесли свої уточнення. Теломеразная активність зберігається або відновлюється у дорослих особин в інтенсивно діляться клітинних популяціях, а також в стовбурових клітинах. Крім того, активна теломераза – відмінна риса клітин більшості злоякісних новоутворень.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)