Теломера – показник старіння

Теломера - показник старіння
Механізм дії теломераз

Теломера – ділянка з повторюваних нуклеотидних послідовностей на кожному кінці хроматини. Теломери захищають кінець хромосоми від зношування або від злиття з сусідньою хромосомою. Назва походить від грецького слова τέλος – «кінець» і μέρος (μερ-) — «частина». Для хребетних послідовність нуклеотидів в теломері є TTAGGG.

При реплікації хромосом (від пізньолат. replicatio — «повторення», процес самовідтворення нуклеїнових кислот, генів, хромосом шляхом копіювання) ферменти, які дублюють ДНК, не можуть продовжувати своє дублювання весь шлях до кінця хромосоми, через що кожне дублювання скорочує кінець хромосоми.

Це відбувається тому, що синтез Фрагментів Окадзакі (названі на честь дослідника ланцюжка ДНК, що представляють проміжну стадію синтезу полінуклеотидних ланцюгів ДНК в процесі реплікації) вимагає прикріплення РНК-праймерів вперед на відстаючі нитки (праймер — короткий фрагмент нуклеїнової кислоти або пов’язана молекула – початковий пункт реплікації ДНК).

Отже, теломери – одноразові буфери на кінцях хромосом, які під час поділу клітини скорочуються; їх присутність захищає гени на хромосомі від зношування.

Теломера - показник старіння
Захисні ковпачки теломери

З часом з кожним поділом клітини теломери стають коротшими. Поповнюються вони за рахунок теломерази зворотньої транскриптази.

Теломераза – це РНК-фермент, що забезпечує добудову кінців хромосом – теломер.

Зворотня транскриптаза (reverse transcriptase) – фермент класу трансфераз. Здійснює ДНК-залежний синтез ДНК і синтез ДНК на матриці РНК, руйнує ланцюг РНК, що входить до складу ДНК / РНК-дуплексу, іноді синтезує дволанцюгову ДНК на матриці геномної РНК ретровірусів для інтеграції її в геном клітини-хазяїна, широко використовується в генній інженерії для клонування послідовностей нуклеотидів мРНК еукаріот).

Теломера - показник старіння
Характеристика теломери

У 1975-1977 Елізабет Блекберн, працюючи як стипендіат в Єльському університеті з Джозефом Галльєм, виявила властивість теломери до повторювання послідовностей ДНК на кінці хромосом. Робота була опублікована в 1978 році.

За відкриття теломери, її захисної функції і теломерази в 2009 році Елізабет Блекберн, Керол Грейдер і Джек Шостак удостоєні Нобелівської премії з фізіології і медицини.

Проте в 70-х не було визнано, що механізм скорочення теломер зазвичай обмежує клітини фіксованим числом поділок, припускаючи, що теломери є відповідальними за старіння на клітинному рівні і цим встановлюється обмеження тривалості життя.

Теломера - показник старіння
Функції теломери

На початку 1970-х російський теоретик Олексій Оловников першим визнав, що ділянка на кінці хромосоми не відтворюється повністю. Спираючись на це, і щоб розмістити ідею Леонарда Хейфліка про обмежене ділення соматичної клітини, Оловников припустив, що послідовності ДНК губляться щоразу, коли відбувається реплікація ДНК поки втрата не досягне критичного рівня, при якому поділ клітини закінчується.

Проте прогноз Оловникова не був широко відомим (за винятком жменьки дослідників, які вивчали старіння клітини і безсмертя, він залишився для приватних джерел співпраці з біотехнологічною компанією Geron): ізолювати гени РНК і білка компонента теломерази людини, з тим щоб встановити причинну роль укорочення теломер в клітинному старінні і реактивації клітин теломерази в імморталізації (увічненні).

Теломера - показник старіння
Функції і синтез теломери

Сьогодні встановлено, що теломери захищають хромосоми клітини від злиття або переставляють аномалії, пошкодження, які можуть привести до раку. Клітини руйнуються, коли їх теломери зношуються. Більшість ракових захворювань є результатом «безсмертних» клітин, які звільненні від цього запрограмованого старіння.

Теломера - показник старіння
Структура теломер

Для оцінки потенціалу здоров’я по довжині теломер вже розроблено навіть тест. Загалом, чим довші теломери в клітинах, тим більший у людини потенціал довголіття та здоров’я. Але подовжувати теломери, активізуючи фермент теломеразу, задача небезпечна – існує ризик переродження клітини в ракову. Результати, отримані вченими Каліфорнійського університету в Сан-Франциско і опубліковані в журналі The Lancet Oncology, показали, що теломери можуть збільшуватися без всяких біохімічних впливів – всього лише за рахунок зміни способу життя.

Теломера - показник старіння
Теломера

Рецепт подовження теломери: правильна дієта, фізична активність, контроль стресу і соціальна підтримка.

Протягом п’яти років фахівці спостерігали за 35 чоловіками з локалізованою раковою пухлиною простати, що знаходилася на ранній стадії. В ході дослідження у них вимірювали довжину теломер і оцінювали активність теломерази.

10 пацієнтів з 35 змінили спосіб життя:
– включили в свій раціон багато овочів і фруктів, зернові продукти, зменшили кількість жирів і цукрів;
– зайнялися фізичними вправами або просто ходили не менше 30 хвилин на день;
– вчилися контролювати стреси, чому допомагала йога, медитація;
– відвідували сеанси групової терапії, де отримували соціальну підтримку.

Теломера - показник старіння
Довжина теломер, тис. пар основ

Як результат, у групи пацієнтів, які перейшли на здоровий спосіб життя, за п’ять років теломери подовжилися в середньому на 10%. Помітили залежність, чим більше позитивних змін відбувається в способі життя пацієнта, тим довшими стають теломери. Водночас, у контрольної групи з 25 пацієнтів, які не внесли ніяких змін в свій спосіб життя, теломери за п’ять років укоротилися приблизно на 3%. Вважають, що цей феномен не обмежується тільки пацієнтами з раком простати, він повинен поширюватися і на всіх інших людей.

Теломера - показник старіння
Синтез теломер

Пітер Керрол: «Оскільки укорочення теломер збільшує ризик розвитку хронічних хвороб, ми вважаємо, що подовження теломер може оберігати від цих хвороб і, можливо, збільшувати тривалість життя».

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*