Telomēri un telomerāze.
Telomēriskajai DNS ir noteikts sastāvs, un, lai saglabātu tā garumu, parasti tiek izmantots īpašs enzīms telomerāze.
Apsveriet vairākus svarīgus jautājumus saistībā ar telomēriem un telomerāzi.
Telomerāze- enzīms, kas pievieno specifiskas atkārtotas DNS sekvences ( TTAGYY mugurkaulniekiem) līdz 3 "DNS ķēdes galam pie telomēru apgabaliem, kas atrodas hromosomu galos eikariotu šūnās. Telomēri satur sablīvētu DNS un stabilizē hromosomas. Ar katru šūnu dalīšanos telomērie reģioni tiek saīsināti.
Telomerāze ir reversā transkriptāze ar specifisku RNS molekulu, kas saistīta ar to un ko izmanto kā veidni reversajai transkripcijai telomēra pagarināšanas laikā. Telomerāzi atklāja Kerola Greidere 1984. gadā. Telomēri(no citu grieķu valodas τέλος — beigas un μέρος — daļa) — hromosomu gala posmi. Hromosomu telomēriskajiem reģioniem raksturīgs nespēja savienoties ar citām hromosomām vai to fragmentiem un veikt aizsargfunkciju. Terminu "telomērs" ierosināja G. Mēlers 1932. gadā.
Lielākajā daļā eikariotu telomēri sastāv no specializētas lineāras hromosomu DNS, kas sastāv no īsiem tandēma atkārtojumiem. Hromosomu telomēriskajos reģionos DNS kopā ar proteīniem, kas specifiski saistās ar telomēru DNS atkārtojumiem, veido nukleoproteīnu kompleksu - konstitutīvu (strukturālu) telomēru heterohromatīnu. Telomēriskie atkārtojumi ir ļoti konservētas sekvences, piemēram, visu mugurkaulnieku atkārtojumi sastāv no sešiem nukleotīdiem TTAGGG, visu kukaiņu atkārtojumi ir TTAGG, un vairuma augu atkārtojumi ir TTTAGGG.
Zinātnieki no Kārdifas universitātes ir atklājuši, ka cilvēka telomēra kritiskais garums, kurā hromosomas sāk savienoties viena ar otru, ir 12,8 telomēru atkārtojumi.
Ir īpašs enzīms - telomerāze, kas, izmantojot savu RNS šablonu, pabeidz telomērus atkārtojumus un pagarina telomērus. Lielākajā daļā diferencētu šūnu telomerāze ir bloķēta, bet tā ir aktīva cilmes un dzimumšūnās.
Telomēru DNS sekvenču nukleotīdu struktūra ir zināma. Augstākus organizācijas līmeņus veido specifiski proteīni. Šie proteīni, atšķirībā no parastajiem histoniem, neveido nukleosomu globulas. Nukleosomu struktūra netika atrasta pietiekami īsos telomēros. Lai gan peļu garajiem telomēriem ir nukleosomāla organizācija. Vispazīstamākie telomēru proteīni ir Rapl proteīns (raugā) un tā analogs TRF1 proteīns (zīdītājiem). Pateicoties šiem proteīniem, telomēri ir cieši iesaiņoti, t.i., tie pieder pie heterohromatīna frakcijas. Šī struktūra padara telomērus ļoti stabilus. Jo īpaši telomēriskie atkārtojumi nav pieejami telomerāzei lielākajā daļā šūnu cikla. Acīmredzot S fāzē, reaģējot uz noteiktu signālu, TRF1 proteīns atdalās no telomēra – sākas tā pagarināšanās. Pēc tam tas atkal saistās un tādējādi novērš pārmērīgu telomēra augšanu.
Tā paša iemesla dēļ DNS telomēriskie reģioni nav pieejami citiem fermentiem - DNS metilāzēm un endonukleāzēm. Saistībā ar pēdējo apstākli mejozes laikā telomēra reģionā divvirzienu pārtraukumu biežums ir ļoti zems. Visbeidzot, ar telomēru proteīnu palīdzību telomēri tiek pievienoti kodolmatricas komponentiem, tostarp, iespējams, kodola slānim (plāksnei, kas saistīta ar iekšējo kodola membrānu). Nav pilnīgi skaidrs, vai telomēri patiešām ir pievienoti kodola membrānai visās šūnās. Taču vismaz mejozes profāzes agrīnajā un vidējā stadijā šādas attiecības neapšaubāmi pastāv. Tiek arī uzskatīts, ka telomēriskā DNS veido vairākas cilpas ("kumelīšu ziedlapiņu" veidā), kas fiksētas uz matricas, un kā telomēri saīsinās, "ziedlapiņu" skaits pakāpeniski samazinās.
Telomēru funkcijas:
1. Dažas funkcijas var nosacīti apzīmēt kā mehāniskas.
a) Telomēri ir iesaistīti hromosomu fiksācijā pie kodolmatricas (pareiza hromosomu orientācija kodolā)
b) Telomēri saista māsu hromatīdu galus (veidojas hromosomā pēc S fāzes) savā starpā.
Iespējams, ka šī saikne rodas telomēra māsas DNS hibridizācijas dēļ. Tajā pašā laikā telomēru struktūra ir tāda, ka tā ļauj atdalīt hromatīdus anafāzē. Taču iespējama mutācija (telomerāzes RNS gēna līmenī), kas izmaina telomēru nukleotīdu secību; tad tiek bloķēta hromatīdu diverģence.
2. Otrās grupas funkcijas ir stabilizācija.
a) Ja šūnā nav telomerāzes (vai ALT), tad telomēru klātbūtne aizsargā ģenētiski nozīmīgas DNS daļas no nepietiekamas replikācijas.
b) Ja šūnā ir telomerāzes aktivitāte, tad parādās cita iespēja - šķelto hromosomu galu stabilizācija.
Tātad ar nejaušu hromosomas pārtraukumu veidojas fragmenti, kuru vienā vai abos galos nav telomēru atkārtojumu. Ja nav telomerāzes, šie fragmenti tiek sapludināti un degradēti, kas bloķē šūnu ciklu un noved šūnu līdz nāvei. Telomerāzes klātbūtnē pārtraukumiem pievienojas telomēriskā DNS. Tas stabilizē hromosomu fragmentus un ļauj tiem darboties.
3. Ietekme uz gēnu ekspresiju.
Vēl viena interesanta telomēru īpašība tiek saukta par pozīcijas efektu: tiek samazināta (represēta) blakus esošo gēnu aktivitāte. Šo efektu bieži dēvē par transkripcijas klusumu vai klusēšanu. Ievērojami saīsinot telomērus, pozīcijas efekts pazūd un tiek aktivizēti gandrīz telomēri gēni.
4. Funkcija "Skaitīšana".
Visbeidzot, DNS telomēriskās sekcijas darbojas kā pulksteņa ierīce (tā sauktais replikometrs), kas skaita šūnu dalījumu skaitu pēc telomerāzes aktivitātes izzušanas. Patiešām, katrs dalījums noved pie telomēra saīsināšanas par 50–65 bp. Turklāt šūnai daudz svarīgāk ir nevis tas, cik dalījumu jau ir pagājis, bet gan tas, cik daudz atlicis līdz kritiskai telomēra saīsināšanai. Tāpēc var teikt, ka telomēri ir ierīce, kas nosaka dalījumu skaitu, ko normāla šūna spēj veikt, ja nav telomerāzes.
Sasniedzot kritiski īsu garumu, telomēri zaudē spēju veikt visas vai daudzas no iepriekšminētajām funkcijām. Šūnu cikls tiek izjaukts, un galu galā šūna nomirst.
Vai esat dzirdējuši par telomēriem? Mēs nekam neticam. Bet, ja tiešām nē, tad acīmredzot ir pienācis laiks paspēt, jo šodien šī ir tēma numur viens atjaunošanās jomā. Un tas nav kārtējais projekts, kas vērsts uz mīmikas un vecuma grumbām, bet gan liela mēroga kampaņa, lai pētītu mūsu ķermeņa mikroskopiskos elementus, kas nosaka īpašības un ātrumu.
Tiek pieņemts, ka telomērus - hromosomu beigu daļas - var mainīt, lai burtiski pagrieztu laiku atpakaļ. Pēdējā laikā arvien lielāka uzmanība tiek pievērsta telomēriem, un tas ir amerikāņu citoģenētiķes Elizabetes Blekbērnas (Elizabeth Blackburn) nopelns, kura 2009. gadā kopā ar kolēģiem Kerolu Greideri un Džeku Szostaku saņēma Nobela prēmiju medicīnā “par hromosomu aizsardzības mehānismu atklāšana ar telomēriem un enzīmu telomerāzi. Vienkārši sakot, šeit viss ir ļoti, ļoti nopietni.
Būtība ir tāda, ka īsie telomēri ir saistīti ar īsāku cilvēka mūža ilgumu, savukārt gariem telomēriem ir pretējais. Kas vēl jums jāzina par šiem pārsteidzošajiem DNS posmiem, kas aizsargā hromosomas no bojājumiem, The Guardian jautāja pašai Elizabetei Blekbērnai. Un mēs šajā rakstā apkopojām interesantāko no intervijas.
Kas ir telomēri?
"Ja jūs domājat par hromosomām, kas satur ģenētisku materiālu, piemēram, kurpju šņores, tad telomēri ir mazi aizsargājoši uzgaļi uz tām. Tās sastāv no atkārtotām īsām DNS sekvencēm un mēdz nolietoties līdz ar vecumu. Ja telomēri nespēj pienācīgi aizsargāt hromosomas, šūnas sāk darboties slikti. Tas izraisa fizioloģiskas izmaiņas organismā, kas palielina ar novecošanos saistīto stāvokļu un slimību risku: diabētu, vēzi un daudzām citām.
Bet savā ziņā šis process ir ietekmējams, jo tas notiek katra no mums organismā ar noteiktu ātrumu, kas var mainīties. Enzīms, ko sauc par telomerāzi, spēj pievienot DNS hromosomu galiem, lai palēninātu, novērstu un daļēji mainītu to kontrakciju.
Vai telomēri var novērst novecošanos?
“Katram cilvēkam ir svarīgs veselības rādītājs – gadu skaits, kurā viņš ir aktīvs un nesāpīgs. Tieši telomēru saīsināšanās veicina novecošanos un organisma izkļūšanu no veselības sfēras slimību sfērā. Bet darbs pie telomēriem netiek veikts ar mērķi palielināt, lai gan tas viss, protams, ir saistīts, bet gan ar mērķi novērst kādas ar vecumu saistītas slimības.
Cik ātri mainās telomēra garums?
"Dažreiz jūs varat redzēt efektu dažu nedēļu laikā. Bet visbiežāk tās ir ilgtermiņa izmaiņas, kas notiek laika posmā no gada līdz desmit gadiem.
Kā saglabāt telomērus?
“Labā ziņa ir tā, ka jums nav jāiet uz sporta zāli trīs stundas dienā vai reizi nedēļā. Cilvēkiem, kuri nodarbojas ar mērenu fizisko slodzi – apmēram trīs reizes nedēļā 45 minūtes – ir tādi paši telomēri kā profesionāliem sportistiem. Savienojums dažādi veidi darbība arī būtu laba ideja. Viens pētījums atklāja, ka cilvēkiem, kuri nekoncentrējas tikai uz vienu sporta veidu, ir garāki telomēri.
Tajā pašā laikā daudzi pētījumi, kuros piedalījās cilvēki, kas cieš, liecina, ka viņu telomēru lielums ir atkarīgs no tā, cik smagi šo stresu pārdzīvo pats cilvēks. Taču rūpes par telomēriem ir īpaši svarīgas vadošajiem cilvēkiem. Pat 10-15 minūtes vieglas slodzes nāks par labu telomēriem, ja lielāko daļu laika sēžat.
Kāda diēta ir piemērota telomēriem?
“Šķiet, ka atbilstošs daudzums ēdienkartē ir saistīts ar uzlabotu telomēru veselību, un tas ir visvairāk vienkāršā veidā saglabājot tos normāli. Ir daži dati par ieguvumiem, taču tie, manuprāt, nav pilnīgi pilnīgi. Viens ir skaidrs: cilvēka, kurš labi ēd, telomēri būs garāki nekā tāda cilvēka telomēri, kurš patērē lielu daudzumu apstrādātas gaļas, cukurotu dzērienu un baltmaizes.
Kā laulība ietekmē telomēra garumu?
“Pastāv vispārēja tendence uz garākiem telomēriem starp cilvēkiem ar regulāriem partneriem. Taču mēs pētījām arī sievietes, kuras bijušas regulāras laulības ar vardarbību ģimenē, un, protams, viņu telomēri bija īsāki, un tas korelēja ar gadu skaitu (jo garāka laulība, jo īsāki telomēri). Iespējams, tas ir saistīts ar faktu, ka sievietes ilgstoši atradās stresa situācijā. Bērniem viens pētījums parādīja, ka bērni var palīdzēt telomēru veselībai, taču to nav apstiprinājuši neatkarīgi pētījumi, tāpēc ir pāragri runāt par tendenci.
Prezentācija par tēmu: "Telomēri un telomerāze."
Izpildīts:
Žumakhanova Adina
Fakultāte: sabiedrības veselība
Grupa:
Kurss: 1
Almati 2012. gads
Ievads………………………………………………………………………………………3
1. Telomēra un telomerāzes noteikšana ………………………………………………..…4-9
1.1. Telomēru funkcijas……………………………………………………………………….5
1.2. DNS termināla nepietiekamas replikācijas problēma………………………………………….…6
2. Telomerāzes aktivitāte zīdītājiem: regulēšanas mehānismi…………..9-10
3. Telomerāze, vēzis un novecošana……………………………………………………….……11-13
Secinājums……………………………………………………………………………………..14
Literatūra…………………………………………………………………………..…………15
Pieteikumi………………………………………………………………………………..16-17
Ievads.
Darbs veltīts telomēru un telomerāzes uzbūves un funkciju izpētei, to ietekmes uz šūnu struktūru izpētei, telomerāzes ekspresijai normālās cilvēka šūnās, kā arī telomerāzes aktivitātes un telomēra garuma izpētei audzēja šūnās. .
Darba aktualitāte ir pētīt telomerāzes enzīma ietekmi uz audzēja šūnu attīstību, pētīt nepārtrauktas dalīšanās procesa iespējas telomerāzes aktivitātes ietekmē.
Tāpat darba aktualitāte slēpjas gan organisma kopumā, gan šūnas novecošanās procesu izpētē. Darbs ļauj saprast, kā notiek DNS terminālo sekciju nepietiekama replikācija, kādi procesi šūnā notiek tās dalīšanai, kādi fermenti un proteīni ir iesaistīti šajos procesos.
Darba mērķis ir izpētīt mehānismus, kas pavada šūnu dalīšanos, izpētīt telomerāzes ietekmi uz intracelulārajiem procesiem un saistību starp telomerāzi, vēža šūnām un šūnu novecošanos.
Telomēri un telomerāze
Telomēri(no citu grieķu valodas τέλος — beigas un μέρος — daļa) — hromosomu gala posmi. Hromosomu telomēriskajiem reģioniem raksturīgs nespēja savienoties ar citām hromosomām vai to fragmentiem un veikt aizsargfunkciju. Lielākajā daļā organismu telomēru DNS attēlo daudzi īsi atkārtojumi. To sintēzi veic neparasts RNS saturošs enzīms telomerāze.
Īpašu struktūru esamību hromosomu galos 1938. gadā postulēja ģenētikas klasiķi Nobela prēmijas laureāti Barbara Makklintoka un Hermans Melers. Neatkarīgi viens no otra viņi atklāja, ka hromosomu sadrumstalotība (rentgenstaru apstarošanas ietekmē) un papildu galu parādīšanās tajās izraisa hromosomu pārkārtošanos un hromosomu degradāciju. Tikai tie hromosomu reģioni, kas atrodas blakus to dabiskajiem galiem, palika neskarti. Hromosomas, kurām nav terminālu telomēru, sāk ļoti bieži sapludināt, kas izraisa nopietnas ģenētiskas anomālijas. Tāpēc viņi secināja, ka lineāro hromosomu dabiskos galus aizsargā īpašas struktūras. G.Mēlers ieteica tos saukt par telomēriem.
Lielākajā daļā eikariotu telomēri sastāv no specializētas lineāras hromosomu DNS, kas sastāv no īsiem tandēma atkārtojumiem. Hromosomu telomēriskajos reģionos DNS kopā ar proteīniem, kas specifiski saistās ar telomēru DNS atkārtojumiem, veido nukleoproteīnu kompleksu - konstitutīvu (strukturālu) telomēru heterohromatīnu. Telomēriskie atkārtojumi ir ļoti konservētas sekvences, piemēram, visu mugurkaulnieku atkārtojumi sastāv no sešiem nukleotīdiem TTAGGG, visu kukaiņu atkārtojumi ir TTAGG, un vairuma augu atkārtojumi ir TTTAGGG.
Turpmākajos gados kļuva skaidrs, ka telomēri ne tikai novērš hromosomu degradāciju un saplūšanu (un tādējādi saglabā saimniekšūnas genoma integritāti), bet arī acīmredzot ir atbildīgi par hromosomu pievienošanu īpašai intranukleārai struktūrai (sava veida šūnas kodola skelets), ko sauc par kodolmatricu. Tādējādi telomēriem ir svarīga loma šūnas kodola specifiskās arhitektūras un iekšējās kārtības izveidē.
Raugā atkārtotie bloki telomēriskajā DNS ir ievērojami garāki nekā vienšūņiem un bieži vien nav tik regulāri. Kāds bija zinātnieku pārsteigums, kad izrādījās, ka cilvēka telomēriskā DNS ir veidota no TTAGGG blokiem, proti, tā atšķiras no vienkāršākā tikai ar vienu burtu atkārtojumā. Turklāt visu zīdītāju, rāpuļu, abinieku, putnu un zivju telomēriskā DNS (vai drīzāk to G bagātās ķēdes) ir veidota no TTAGGG blokiem. Telomēriskais DNS atkārtojums augos ir tikpat universāls: ne tikai visos sauszemes augos, bet pat to ļoti attālos radiniekos jūraszālēs to attēlo secība TTTAGGG. Tomēr šeit nav nekā īpaši pārsteidzoša, jo telomēriskajā DNS nav kodēti proteīni (tā nesatur gēnus), un telomēri veic universālas funkcijas visos organismos.
1.1. Telomēru funkcijas:
1. Piedalīties hromosomu fiksācijā pie kodolmatricas, nodrošinot pareizu hromosomu orientāciju kodolā.
2. Savienojiet savā starpā māsu hromatīdu galus, kas izveidojušies hromosomā pēc S fāzes. Tomēr telomēru struktūra pieļauj hromatīdu segregāciju anafāzē. Telomerāzes RNS gēna mutācija ar izmaiņām telomēru nukleotīdu secībā noved pie hromatīdu nesavienošanās.
3. Aizsargājiet no ģenētiski nozīmīgu DNS daļu nepietiekamas replikācijas, ja nav telomerāzes.
4. Salauztu hromosomu galus stabilizē telomerāzes klātbūtnē, pievienojot tiem funkcionālos telomērus. Piemērs ir α gēna funkcijas atjaunošana ar talasēmiju, pievienojot telomērus 16. hromosomas garās rokas lūzuma punktiem.
5. Ietekmēt gēnu darbību. Gēni, kas atrodas blakus telomēriem, ir funkcionāli mazāk aktīvi (represēti). Šo efektu sauc par transkripcijas klusumu vai klusēšanu. Telomēru saīsināšana noved pie gēnu stāvokļa ietekmes atcelšanas, aktivizējot gandrīz telomērus gēnus. Klusināšana var būt balstīta uz proteīnu (Rap1, TRF1) darbību, kas mijiedarbojas ar telomēriem.
6. Darbojas kā šūnu dalījumu skaita regulators. Katru šūnu dalīšanos pavada telomēra saīsināšana par 50-65 bāzes pāriem. Ja nav telomerāzes aktivitātes, šūnu dalīšanās skaitu noteiks atlikušo telomēru garums.
Augšējā attēlā redzamas normālas cilvēka tīklenes šūnas. Zemāk esošajā attēlā redzamas tāda paša vecuma šūnas.
Amerikāņu pētnieki no Teksasas universitātes W. Wright (pa kreisi) un J. W. Shea spēja palielināt parasto somatisko šūnu dzīves ilgumu, ievietojot tajās telomerāzes gēnu.
Telomēri ir lineāras DNS molekulas gali, kas sastāv no atkārtotas nukleotīdu secības. Cilvēkiem un citiem mugurkaulniekiem atkārtojošajai vienībai ir formula TTAGGG (burti apzīmē nukleīna bāzes). Atšķirībā no citām DNS sekcijām, telomēri nekodē proteīnu molekulas, kaut kādā veidā tās ir genoma "bezjēdzīgas" sadaļas. 1971. gadā krievu zinātnieks Aleksejs Matvejevičs Olovņikovs pirmo reizi ierosināja, ka ar katru šūnu dalīšanos šīs hromosomu gala daļas tiek saīsinātas. Tas ir, telomēru reģionu garums nosaka šūnas "vecumu" - jo īsāka ir telomēra "aste", jo tā ir "vecāka". Pēc 15 gadiem šo pieņēmumu eksperimentāli apstiprināja angļu zinātnieks Hovards Kuks. Tiesa, pieauguša organisma nervu un muskuļu šūnas nesadalās, tajās esošās telomēru sekcijas nesaīsinās, bet tikmēr tās "noveco" un iet bojā. Tāpēc jautājums par to, kā šūnas "vecums" ir saistīts ar telomēru garumu, paliek atklāts līdz šai dienai. Viena lieta ir skaidra - telomēri kalpo kā sava veida šūnu dalīšanās skaitītājs: jo īsāki tie ir, jo lielāks ir dalījumu skaits, kas pagājis kopš prekursoršūnas dzimšanas.
Enzīms telomerāze "strādā" vēža šūnās, spermā un olās. Tās pastāvēšanu 70. gadu sākumā paredzēja arī A. M. Olovņikovs. Fermentu atklāja 1985. gadā ciliātos, pēc tam raugā, augos un dzīvniekos, tostarp cilvēka olnīcās un vēža šūnās. Telomerāze ir "pagarinājuma" enzīms, tā funkcija ir pabeigt lineāro DNS molekulu gala sekcijas, "piešūjot" tām atkārtotas nukleotīdu sekvences – telomērus. Šūnas, kurās darbojas telomerāzes (dzimums, vēža šūnas), ir nemirstīgas. Parastajās (somatiskajās) šūnās, no kurām galvenokārt sastāv ķermenis, telomerāze "nedarbojas", tāpēc telomēri saīsinās ar katru šūnu dalīšanos, kas galu galā noved pie tās nāves.
1997. gadā amerikāņu zinātnieki no Kolorādo universitātes ieguva telomerāzes gēnu. Pēc tam 1998. gadā pētnieki Teksasas Universitātes Dienvidrietumu medicīnas centrā Dalasā ievietoja telomerāzes gēnu cilvēka ādas, redzes un asinsvadu epitēlija šūnās, kur ferments parasti nedarbojas. Šādās ģenētiski modificētajās šūnās telomerāze bija "darba stāvoklī" - tā piešuva nukleotīdu sekvences DNS gala sekcijām, tāpēc telomēru garums nemainījās no dalīšanās līdz dalīšanai. Tādā veidā zinātniekiem izdevās pusotru reizi palielināt parasto cilvēka šūnu dzīvi. Iespējams, ka šī metode palīdzēs atrast atslēgu dzīves pagarināšanai.
Tātad telomerāze joprojām ir galvenā kandidāte uz nemirstības eliksīra titulu. Un tajā pašā laikā šis enzīms ir viens no galvenajiem šūnu ļaundabīgās deģenerācijas faktoriem. Vēža šūnas ir nemirstīgas, pateicoties tam, ka tajās "strādā" telomerāze. Tāpēc nemirstība un vēzis dabā, šķiet, līdzsvaro viens otru: nemirstīgs organisms teorētiski var dzīvot mūžīgi, bet tas neizbēgami mirs no vēža.
Skatīt istabā par to pašu tēmu
Pirmkārt, atcerēsimies, kas ir hromosomas. Kopš skolas laikiem mēs atceramies, ka visa informācija par ķermeni tiek ierakstīta DNS, kas atrodas katrā šūnā. Šīs garās DNS ķēdes ir salocītas krustojošās "desās" - hromosomās (cilvēkiem to ir 23 pāri). Kad šūna sadalās, DNS tiek pārrakstīta (atkal kopēta) abās jaunajās šūnās.Katrā ķermeņa šūnā hromosomu galos atrodas tā sauktie telomēri.
Hromosomu telomēri ir mazi apgabali, kuros ģenētiskā informācija nav kodēta – tā ir sava veida hromosomu galu aizsardzība. Telomēri sastāv no nukleotīdu secības, kas atkārtojas daudzas reizes. Tas ir nukleotīdu sekvenču garums, ar katru šūnu dalījumu zīdītājiem kļūstot īsākam. Kad telomēra garums beidzas, šūna zaudē spēju dalīties un iet bojā. Tādējādi daba ir pasargājusi nākamās cilvēku paaudzes no dažādām kļūdām un mutācijām, kas var uzkrāties šūnu hromosomās viņu dzīves un dalīšanās laikā ārēju nelabvēlīgu faktoru, slimību vai dažādu šūnās iekļūstošu vīrusu darbības ietekmē. Tas ir, zīdītāju šūnām kā diezgan sarežģītiem organismiem ir piešķirts tikai noteikts skaits sadalījumu. Pēc tam sākas ķermeņa nokalšana - tiek iedarbināts tā pašiznīcināšanās mehānisms. Šūnas kļūst mazākas, un galu galā ķermenis mirst no vājuma un slimībām.
Izdomāsim, kāpēc ir vajadzīgas šīs sadaļas – telomēri. Iedomājieties, ka DNS ierakstītā informācija ir filma videokasetē. Filma ir un ir, bet kopējot filmu tiek iesaistīti sarežģītāki mehānismi - tās ir lasīšanas/rakstīšanas galviņas, un lentes rotācijas mehānisms un visādi palīgelektroniskie komponenti. Pēc tāda paša principa DNS tiek kopēta šūnu dalīšanās laikā. Atsevišķas molekulas (diezgan milzīgs komplekss, salīdzinot ar pašu DNS) pārvietojas pa DNS ķēdi, sintezē tās kopiju. Kad šis milzīgais molekulu komplekss sasniedz hromosomas galu, pēdējās DNS saites paliek nenokopētas (šis komplekss to neaptver). Atkal, pēc analoģijas ar videokaseti - jūs nevarat ierakstīt filmu līdz pašam lentes beigām - šis gals vienkārši nesasniedz lasīšanas galviņu, jo šis filmas gals ir piestiprināts pie kasetes veltņa. Videokasetes izgudrotāji rīkojās vienkārši - videokasetē esošās lentes sākumā un beigās ir lente, kurā nav iespējams ierakstīt. Daba rīkojās tieši tāpat. Hromosomu (DNS ķēžu) galos tiek novietotas sekcijas ar nulles informāciju, kuras, nokopējot, tiek samazinātas par vairākiem ķēdes posmiem, taču galvenā informācija no tā necieš, kamēr šīs aizsargājošās sadaļas - telomēri - neizbeidzas.
Tātad, kopējot DNS, telomēri kļūst īsāki, bet vēlāk telomēri tiek daļēji pagarināti īpaša enzīma – Telomerāzes – iedarbībā.
Nevarētu teikt, ka šī telomerāzes enzīma darbība tieši ietekmē dzīves ilgumu (pelēm telomerāze ir ļoti aktīva, bet tās dzīvo ļoti maz). Cilvēkiem telomerāzes aktivitāte ir ļoti zema, taču mēs dzīvojam ilgāk nekā citi zīdītāji.
Telomerāzes augstākā aktivitāte rada apstākļus nebeidzamai šūnu dalīšanai, un tas ir vēl viens drauds dzīvībai – vēža šūnas. Lielākajai daļai vēža šūnu veidu ir nepieciešama augsta telomerāzes aktivitāte, kas nozīmē, ka, samazinot telomerāzes aktivitāti, ir iespējams apturēt vēža attīstību.
Tātad, tagad zinātne ir tādā līmenī, ka var mēģināt palielināt dzīves ilgumu, palielinot telomerāzes aktivitāti, bet pēc tam jūs nomirsiet no vēža un otrādi, jūs varat samazināt telomerāzes aktivitāti vēža ārstēšanai, kas paātrinās novecošanos.
Vēža ārstēšana novērsīs atjaunošanās vēža blakusparādību, aktivizējot enzīmu telomerāzi. Atliek gaidīt šo svarīgo atklājumu.
Lai gan joprojām ir iespējams iemācīties atjaunot telomērus hromosomu galos, izmantojot modificētus vīrusus, kas, tāpat kā visi vīrusi, var iekļūt šūnās un pārgriezt/aizvietot noteiktas DNS ķēdes daļas šūnā. Par šīm tehnoloģijām mēs runāsim nākamajā rakstā.
