Теломеры

Теломе́ры (отдр.-греч.τέλος — конец иμέρος — часть) — концевые участкихромосом. Теломерные участки хромосом характеризуются отсутствием способности к соединению с другими хромосомами или их фрагментами и выполняют защитную функцию.
История и теория
[править |править код]Термин «теломера» предложилГ. Мёллер в 1938 г[1].
У большинстваэукариот теломеры состоят из специализированной линейной хромосомнойДНК, состоящей изкоротких тандемных повторов. В теломерных участках хромосом ДНК вместе со специфически связывающимися с теломерными ДНК-повторами белками образуетнуклеопротеидный комплекс — конститутивный (структурный) теломерныйгетерохроматин.
Теломерные повторы — весьма консервативные последовательности, например повторы всех позвоночных состоят из шести нуклеотидов TTAGGG, повторы всех насекомых — TTAGG, повторы большинства растений — TTTAGGG.
Длина теломеры
[править |править код]Учёные изуниверситета Кардиффа установили, что критическая длина человеческой теломеры, при которой хромосомы начинают соединяться друг с другом, составляет 12,8 теломерного повтора[2].
Изменение теломеры
[править |править код]В каждом цикле деления теломеры клетки укорачиваются из-за неспособностиДНК-полимеразы синтезировать копию ДНК с самого конца. Она в состоянии лишь добавлять нуклеотиды к уже существующей 3’-гидроксильной группе.
По этой причине ДНК-полимераза нуждается впраймере, к которому она могла бы добавить первый нуклеотид.
Данный феномен носит название концевой недорепликации и является одной из важнейших причинбиологического старения.
Тем не менее, вследствие этого явления теломеры должны укорачиваться весьма медленно — по несколько (3-6) нуклеотидов за клеточный цикл, то есть за количество делений, соответствующеепределу Хейфлика, они укоротятся всего на 150—300 нуклеотидов.
В случайном, двойном слепом, плацебо-контролируемом исследовании с участием 40 здоровых добровольцев среднего возраста (56.1 ± 6.0 лет) было показано, что шестимесячный прием пищевой добавки на основе астрагала приводит к статистически значимому увеличению медианной длины теломер (p = 0.01) и длины коротких теломер (p = 0.004), а также к снижению процента коротких теломер. В группе плацебо значимых изменений длины теломер не наблюдалось[3].
Ассоциация со старением
[править |править код]Теория маргинотомии
[править |править код]Впервые гипотезу, объясняющую экспериментальные данныеЛеонарда Хейфлика, в 1971 г. выдвинул советский учёныйАлексей Матвеевич Оловников, предложив теориюмаргинотомии — отсчёта клеточных делений и старения вследствие недорепликации последовательностей ДНК на концах хромосом (теломерных участков).
Теория предполагает, что «нестарение» бактерий обусловлено кольцевой формой ДНК, а теломерные последовательности в стволовых и раковых клетках защищены благодаря постоянному — при каждом делении клетки — удлинению особым ферментом — тандем-ДНК-полимеразой (современное название —теломераза).
В последующих двух статьях (1972,1973) в советской и зарубежной печати он подробно рассмотрел разные биологические следствия своей гипотезы, в том числе применительно к объяснению старения, канцерогенеза и иммунных реакций.
Нобелевская премия за экспериментальное подтверждение изменения теломеразы
[править |править код]В1998 году вывод А. М. Оловникова о теломерном механизме ограничения числа делений клетки подтвердили американские исследователи-экспериментаторы, преодолевшиепредел Хейфлика путём активациителомеразы[4].
ПрофессорЛеонард Хейфлик утверждал в связи с этим, что «проницательное предположение Оловникова получило экспериментальное подтверждение»[5].
В 2009 году за открытие механизма ограничения репликации ДНК укорочением теломер и фермента теломеразы присужденаНобелевская премия по физиологии и медицине австралийке, работающей в США,Элизабет Блекберн и американцамКэрол Грейдер иДжеку Шостаку[6].
Впоследствии подобное решениеНобелевского комитета вызвало ряд возмущённых откликов в российской прессе[7][8].
См. также
[править |править код]Примечания
[править |править код]- ↑Muller, H.J. (1938). The Remaking of Chromosomes. Woods Hole. pp. 181–198.
- ↑The nature of telomere fusion and a definition of the critical telomere length in human cells. (неопр.) Дата обращения: 4 ноября 2009.Архивировано 19 апреля 2017 года.
- ↑Christophe de Jaeger, Saskia Kruiskamp, Elena Voronska, Carla Lamberti, Hani Baramki, Jean Louis Beaudeux, Patrick Cherin.A Natural Astragalus-Based Nutritional Supplement Lengthens Telomeres in a Middle-Aged Population: A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Study (англ.) // Nutrients. — 2024-01. —Vol. 16,iss. 17. —P. 2963. —ISSN2072-6643. —doi:10.3390/nu16172963.
- ↑Таблица (неопр.).Независимая газета (4 октября 2001). Дата обращения: 14 августа 2010.Архивировано 13 января 2010 года.
- ↑Батин, М.Лекарства от старости : [арх. 7 мая 2012] : Научно-популярное издание. — Кострома : ЯОО «За увеличение продолжительности жизни», 2007. — С. 22. — 64, [4] с. —25 000 экз.
- ↑Нобелевская премия-2009 по медицине присуждена ученым из США : [арх. 30 июня 2021] // РИА Новости. — 2009. — 5 октября.
- ↑Советский биолог, предсказавший «нобелевское» открытие в области медицины, сам остался без премии : [арх. 21 сентября 2011] // Newsru.com. — 2009. — 6 октября.
- ↑Борисова, А.Открытие потеряло русский след : Нобелевская премия по медицине и физиологии-2009 присуждена трем американским ученым за открытие генетического механизма старения : [арх. 7 октября 2009] // Газета.ru. — 2009. — 5 октября.
Ссылки
[править |править код]- Скорость старения можно определить по числу родинок (благодаря теломерам)
- Теломера — статья изБольшой советской энциклопедии.
- Kalmykova, A. (2023). Telomere Checkpoint in Development and Aging. International Journal of Molecular Sciences, 24(21), 15979.doi:10.3390/ijms242115979Новый механизм транскрипционного сайленсинга теломерных повторов с участием РНК-связывающего белкаArs2 (arsenite-resistance protein 2). Этот высококонсервативный белок служит негативным регулятором экспрессии теломерной РНК у человека и дрозофилы.