Пит.25. Загальні уявлення про теломерні ділянки хромосом.

Теломери - кінцеві ділянки хромосом. Теломерні ділянки хромосом характеризуються відсутністю здатності до з'єднання з іншими хромосомами або їх фрагментами і виконують захисну функцію.У більшості еукаріот теломери складаються з спеціалізованої лінійної хромосомної ДНК, що складається з коротких тандемних повторів. У теломерна ділянках хромосом ДНК разом зі специфічно зв'язуються з теломерна ДНК-повторами білками утворює нуклеопротеїдні комплекс - конститутивним (структурний) теломерной гетерохроматин. Теломерной повтори - вельми консервативні послідовності, наприклад повтори всіх хребетних складаються з шести нуклеотидів TTAGGG, повтори всіх комах - TTAGG, повтори більшості рослин - TTTAGGG.

Вчені з університету Кардіффа (Cardiff University) встановили, що критична довжина людської теломери, при якій хромосоми починають з'єднуватися один з одним, складає 12, 8 теломерна повторів. У кожному циклі ділення теломери клітини коротшають через нездатність ДНК-полімерази синтезувати копію ДНК з самого кінця. Вона в змозі лише додавати нуклеотиди до вже існуючої 3'-гідроксильної групі. З цієї причини ДНК-полімераза потребує Праймер, до якого вона могла б додати перший нуклеотид. Даний феномен носить назву кінцевий недореплікаціі і є одним з найважливіших факторів біологічного старіння. Тим не менше, внаслідок цього явища теломери повинні зменшуватися дуже повільно - по кілька (3-6) нуклеотидів за клітинний цикл, тобто за кількість поділок, відповідне межі Гейфліка, вони вкоротити всього на 150-300 нуклеотидів. В даний час запропонована Епігенетична теорія старіння, яка припускає, що ерозія теломер прискорюється в десятки і сотні разів через рекомбінацій в їх ДНК, викликаних функціонуванням клітинних систем репарації ДНК. Активність даних систем ініціюється пошкодженням ДНК, обумовленому насамперед дерепрессірующіміся з віком мобільними елементами геному, що і зумовлює старіння як біологічний феномен.

Існує спеціальний фермент - теломераза, який за допомогою власної РНК-матриці добудовує теломерной повтори і подовжує теломери. У більшості диференційованих клітин теломераза заблокована, проте активна в стовбурових і статевих клітинах.

За відкриття захисних механізмів хромосом від кінцевої недореплікаціі за допомогою теломер і теломерази в 2009 році присуджена Нобелівська премія з фізіології і медицини австралійці, працюючої в США, Елізабет Блекберн, американці Керол Грейдер і її співвітчизнику Джеку Шостаку.