Теломерлер. Теломеразалы белсенділік

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Қарағанды Мемлекеттік Медициналық Университеті

Молекулярлы биология және медициналық генетика кафедрасы

Реферат

Тақырыбы:Теломерлер. Теломеразалы белсенділік

Қарағанды

2014 ж.

ЖОСПАРЫ:

Теломерлер
Теломеразаның құрлысы және қызметі.
Адамның ісік жасушасындағы теломеразаның активтілігі.
Теломераза және қартаю.
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер

Теломера - хромосоманың екі иығының ұшындағы бөлігі.

Хромосома ұштарында оларды қорғайтын ерекше бір құрылымдардың болатынын генет

ика классиктері, Нобель сыйлығының лауреаттары Барбара Мак- Клинток және Герман

Меллер 1938 жылы дәлелдеді. Меллер бұл құрылымды “теломерлер” деп

атауды ұсынды. Грек тілінен аударғанда “телос” - соңы, ұшы, ал “мерос” -

бөлшек деген мағынаны білдіреді.

Тірі организмде теломерлерді бастапқы қалпына дейін қалыптастыратын ферменттің

болуы қажет екендігін 1971 ж Москва биологы Алексей Оловников, дәделдесе, 1985 ж.

Грейдер мен Блэкборн теломераза ферментін ашты. Соңғы кезде теломерлерді клетка

қартаюын, ісік клеткаларының дамуын тежеу бағытында қолдану шаралары

талқылануда.

Теломерлер - омыртқалыларда ТТАГГГ/ААТЦЦЦ сегменттерінен тұратын

хромосомалар жалғауы. Адам организмінде теломерлер монотонды түрде қайталанып

отырады, ұзындықтары 7-15 мың п. н. 1989 ж Thomas Cech теломеразалардың құрылысы

мен функциясын толық зерттегені үшін Нобель сыйлығына ие болды. Теломеразада

РНК-матрицасы бар, сондықтан кері транскриптазалар қатарына жатқызылады.

Теломералар қызметтері

Теломералар төмендегідей маңызды қызметтер атқарады:

1) механикалық қызмет

а) Теломералар хромосомалардың ядро матриксіне бекінуіне қатынасады.

б) Теломералар хромосома хроматидаларының ұштарын бір-бірімен тіркестіреді.

2) Тұрақтандырушы қызметі

а) Жасушада теломераза болмаған жағдайларда ДНҚ-ның кодтаушы бөлімін толық

репликацияланбаудан сақтайды;

б) Егер жасушада теломераза болса, үзілген хромосома ұштарын тұрақтандырады;

3) Гендердің экспрессиялануына әсер етуі

Теломераға жақын орналасқан гендер экспрессиясы төмен болады (репрессияланған),

мұны транскрипциялық үнсіздік немесе сайлинсинг деп атайды.

Теломерлердің айтарлықтай қысқаруы оларға жақын орналасқан гендерді активтендіреді,

Мысалы Rap 1не TFR 1гендерінің активтенуі

4 ) «Есептеу» қызметі

ДНҚ-ның теломерлік бөлімдері теломеразасыз жасушаның бөлінуін есептеп отыратын

репликометр болып табылады. Жасуша үшін оның қанша рет бөлінгеніне қарағанда,

теломера ұзындығының сындарлы деңгейіне дейін қанша рет бөлініп қалғаны

маңыздырақ. Сондықтан да теломера- жасушаның теломерасыз қанша рет бөліне

алатынын есептейтін құрылым болып табылады.

Теломера ұзындығы сындарлы деңгейге жеткенде ол өзінің жоғарыда аталған

қызметтерін атқара алмайды, сондықтан да жасуша циклы бұзылып өледі.

Сондықтан да, барлық жасушаларда немесе тек эмбриональдық жасушаларда (ствол

жасушаларында), ДНҚ-ның толық репликацияланбаған участкелері қалпына келуі қажет.

Бұл қызметті теломеразалар атқарады.

Теломеразалар әрекетінің тетіктері

Теломеразалар әрбір теломералардың G-тізбегін ұзартады. Теломеразалармен 450

нуклеотидтерден тұратын теломеразалық РНҚ байланысқан. Оның ортаңғы қысқа

учаскесі 1, 5 теломерлік қайталануға комплиментарлы болады

Осы РНҚ-ның сол жағындағы триплет (АУЦ) ДНҚ-ның G-тізбегінің шеткі теломерлік

жартықайталанумен байланысуы (гибридтену) үшін пайдаланылады. Қалған

гексонуклеотид (ЦЦААУЦ) G-тізбекті 3 ¹ ұшынан ұзарту үшін матрица ретінде қызмет

атқарады.

Теломеразалар қызметі, өте қызық-таңқаларлық, ол қысқа, жаңадан синтездеген тізбекті,

ұзартпай, ескі аналық (матрицалық) ұзын тізбекті ұзартады.

Аналық (ескі, ұзын) тізбектің 3 ¹ ұшына теломераза бірізділікпен бірнеше ондаған, тіпті

жүздеген, генсонуклеотидтерді (ГГТТАГ) жалғайды (элонгация, транслокация) . Осыдан

кейін біршама ұзарған (аналық) тізбек тағы бір Оказаки фрагментінің синтезделуі үшін

матрица қызметін атқарады.

Ол жоғарыда сипатталған ДНҚ синтезі сияқты жүзеге асады. Алғаш аналық тізбектің 3 ¹

ұшында праймаза «РНҚ ұйытқыны» синтездейд, сосын ДНҚ-полимераза ß теломерлік

қайталануларға комплиментарлы дезоксинуклеотидтерді ұйытқыға жалғайды.

Фрагменттің өсуі 5 ¹ 3 ¹ бағытында жүреді, ал оның аяқталуы алдыңғы фрагменттің 5 ¹

ұшымен түйіскенде ғана жүзеге асады. Синтезделген фрагменттің ДНҚ тізбегіне

жалғануын ДНҚ-гигаза қамтамасыз етеді. Экзонуклеаза жаңа тізбектегі «РНҚ

ұйытқыны» алып тастайды. Нәтижеде ДНҚ қос тізбегі бұрынғы ұзындығынаие болады.

Теломераза - екі компонентті РНК фермент. Бұл белоктар ферменттің катализдік

аймағын құрайды. Соматикалық жасушаларда теломеразалар кездеспейді. Теломеразалар

активтілігінің жоғары болуы ұрық клеткаларында байқалады. 85-90% жиілікте

теломераза ісік клеткалары мен тканьдерінде активтілік көрсетеді. Теломеразалық

активтілігі жоғары болған сайын ісік қаупі арта түседі.

Адамның ісік жасушасындағы теломеразаның активтілігі

Қартаюдан басқа теломерлер және теломераза маңызды биологиялық мәселемен

байланысты, бұл-ісікті процесс (онкогенез) .

Ісік жасушалардың бөлінуінде шек жоқ:

олардың популяциялары тоқтаусыз көбейе береді.

Мұндай жасушалардың ерекшелігін иммортализді (мәңгі өлмейтін) деп атайды.

Мәңгі өлмейтін жасушаларды екі жолмен алуға болады:

Қалыпты жасушаларды in vitro трансформациялауға болады.

In vivo тәсілімен ісікті процестен жасушаларды алу жолмен.

Біріншілік ісікті процесті теломерлер және теломеразаға байланысты тексерілген. Адам организмінде көптеген ісік аурулардың пайпа болуы теломеразды белсенділікпен

тікелеі байланысты.

Қатерлі ісік аурулардың 85%-да теломеразды белсенділік табылған. Алайда бас ми ісігінде теломераза ферменті 40-60% жағдайда анықталған.
Керісінше: қатерсіз ісікті процесте теломераза ферменті, қалыпты сау жасушаларда болатын мөлшерге сәйкес келеді (27%) .
Теломераза ферменті - қатерлі ісікті процестердің биохимиялық маркері болып саналады.

Теломераза және қартаю

Қартаюдың теломерлік теориясы

1971ж. Хейфликтің ашылуы жалпыға мәлім болды, осы уақытта А. М. Оловников ДНК-
ның теломерлі бөлігі репликациясына арнайы механизміне көңіл бөлді.
Бұл А. М. Оловниковты маргнинотомия теориясын ауына түрткі берді.
Теория бойынша, организмнің барлық сомалық жасуларында теломерлердің репликация
механизмі болмайды, сондықтан жасушалар бөлінгенде, теломерлер бірітндеп қысқара
бастайды. Теломерлердің ұзындығы критикалық деңгейіне дейін жеткенде, жасуша
қартая бастайды, ал осы деңгейге жеткенде өле бастайды.

Теорияны дәлелдейтін фактілер:

Қалыпты жасушалар бөлінгенде теломерлер қатарының ұзындығы 50-100
нуклеопротеидке қысқарып отырады. Адам фиброблаттары 50 рет бөлінгенде,
теломерлер 2-3 мың нуклеопротеидке дейін қысқарады. ДНК-ның теломерлі бөлігінің
жалпы ұзындығымен - 10-15мың нуклеопротеитке қарағанда, жоғарыда көрсетілген
қысқарған нуклеопротеиттер бестің бір бөлігін құрайды.

Қартаю

Испан ғалымдары қартаюдың алдын-алу шараларын тапты.

Олар кеміргіштерді 50%-ке дейін ұзақ өмір сүретіндей етіп өсірді. Мұндай нәтижелрге

жету үшін ғалымдар ағза құрамына теломераза ферментін өсіру арқылы қол жеткізді.

Егер бұл экперименттер жақсы нәтижелер көрсетсе, онда ғаламдық аурулардың бірі -

прагерияның алдын ала алады.

Теломерлердің қысқаруы жасушаларға негативті әсер етеді:

екі бір-біріне қарама-қарсы варианттар бар.

Негативті әсердің біреуі - бұл “нашар” гендердің белсенуі, яғни қартаюға

жауап беретін АGE гендері;

“қолайлы” гендердің инактивациясы болады, яғни жасушаның толық функциясын іске асырады.

А. М. Оловниковтың тұжырымдамасы:

Теломерлердің ұзындығын сақтайтын арнайы механиздері бар, бұл
теломеразаның ашылуымен тікелей байланысты.
Соматикалық жасушалардың теломерлерінің қысқаруы жайлы ақпарат бар. Бұған дәлел ретінде көптеген бөлінуге қабілетті жасушалардың in vivo түрде зеттеу жатады.
Жетілген жыныс жасушаларының теломерлері организмнің жасына байланысты болады.
Теломерлердің қысқаруы зерттелген дақылда жасушалардың бөлінуінің тоқтауына әкеледі.
Сонымен қатар аралас тұжырымдар бар: ісікті жасушаларда теломеразаның болуы (ісікті жасушалардың үздіксіз көбеюіне әкеледі) .

Қорытынды

Адамның ядролық ДНҚ-ның бір молекуласының орташа ұзындығы 120 миллион

нуклеотид жұптарына тең десек, жасушаның әрбір бөлінуінде теломераза белсендігінсіз

ДНҚ молекуласы 0, 5% - ға қысқарады екен. Бұл әлған хроморине өте аз. Бірақ,

табиғатта теломера ұзындығын қалпына келтіріп отыратын тетіктер болмаса түбінде

хромосомалар жойылып кеткен болар еді. Тек сондықтан ғана хромосомалар

теломерлерінің толық репликацияланбау проблемасының биологиялық маңызы орасан

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.