Учебно-методический комплекс дисциплины «Нуклеиновые кислоты»

Репликация теломерных участков эукариотических хромосом

жүктеу 7,52 Mb. бет 42/117 Дата 28.09.2023 өлшемі 7,52 Mb. #43588 түрі Учебно-методический комплекс

Репликация теломерных участков эукариотических хромосом Теломеры У эукариот на концевых участках линейных хромосом находятся специализированные структуры – теломеры. Теломерная ДНК большинства организмов представлена многочисленными высококонсервативными короткими повторами. Они могут повторяться тысячи раз. В состав теломер входят также белки, специфически связывающиеся с теломерными ДНК-повторами. Т.е. теломеры эукариот построены из дезоксинуклеопротеидов (ДНП) – комплексов ДНК со специфическими белками. Теломеры защищают концы ДНК от действия экзонуклеаз, предотвращают неправильную рекомбинацию и позволяют концам хромосом прикрепляться к ядерной оболочке, играют важную роль в создании специфической архитектуры и внутренней упорядоченности клеточного ядра. Кроме того, наличие на концах хромосом специальной теломерной ДНК позволяет решить проблему концевой недорепликации ДНК. Многократно повторяющиеся блоки в теломерной ДНК простейших состоят всего лишь из 6–8 нуклеотидных остатков. При этом одна цепь ДНК сильно обогащена остатками гуаниловой кислоты (G-богатая цепь), а комплементарная ей цепь ДНК соответственно обогащена остатками цитидиловой кислоты (С-богатая цепь). У инфузории Tetrahymena thermophyla G-богатая цепь построена из блоков TTGGGG. Теломерные ДНК всех млекопитающих, рептилий, амфибий, птиц и рыб построены из TTAGGG-блоков. Универсален теломерный повтор и у растений: не только у всех наземных растений, но даже у морских водорослей он представлен последовательностью TTTAGGG. У человека теломеры содержат единственный повтор TTAGGG, длина ДНК в теломерах составляет 10–15 тысяч пар оснований в клетках зародышевой линии и 5–12 т.п.о. в лейкоцитах периферической крови. В клетках жгутиковых размеры теломер составляют 50 п.о., а у одного из видов мышей достигают 50 т.п.о. Механизмы репликации теломерных участков эукариотических хромосом принципиально отличаются от механизмов репликации центральных областей ДНК. В теломерной ДНК не закодировано никаких белков (она не содержит генов). Укорочение линейной ДНК при репликации лишь сокращает нетранскрибируемый текст теломерного участка хромосомы, но не приводит к утрате наследственной информации и не нарушает механизм ее считывания. Однако для активной пролиферации клеток теломерные последовательности не должны становиться короче определенного размера. После достижения порогового числа теломерных последовательностей клетки теряют способность к делению. Укорочение теломер определяет количество делений, которые способна совершить клетка. В начале 1960 годов Леонард Хейфлик (L. Hayflick) показал, что если для культивирования взять клетки новорожденных детей, то они могут пройти 80–90 делений, а соматические клетки 70-летних делятся только 20–30 раз. Это ограничение числа клеточных делений называют лимитом Хейфлика. В 1971 г. А.М. Оловников высказал гипотезу о том, что потеря концевых последовательностей ДНК вследствие их недорепликации и есть тот часовой механизм, который определяет репликативный потенциал "смертной" клетки и предотвращает дальнейшее деление клетки, когда длина теломер становится угрожающе короткой. Он предположил также, что в нестареющих клетках (раковые, зародышевые, стволовые и другие генеративные клетки) должен существовать особый биологический механизм, который контролирует и поддерживает длину теломерной ДНК. В 1985 г. в клетках Tetrahymena thermophyla был обнаружен фермент, компенсирующий укорочение ДНК, он назван теломеразой. Впоследствии он был найден в дрожжах, растениях и животных, в том числе в яичниках человека и в иммортализованных (бессмертных) линиях раковых клеток HeLa. жүктеу 7,52 Mb. Достарыңызбен бөлісу:

©g.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз