Anatomi-Leksikon

telomerer

definisjon

Telomerer er en del av hvert DNA. De er i endene av kromosomer og koder ikke i noe tilfelle for gener. I motsetning til resten av kromosomet, har ikke telomerer dobbeltstrenget DNA. De er tilgjengelige som en enkelt streng.

I motsetning til resten av DNAet har de heller ikke høy variabilitet i rekkefølgen av basene, men består av gjentagende basesekvenser. Dette er viktig for å oppfylle deres funksjon.

På grunn av de repeterende sekvensene krøller kromosomets telomerer seg opp på en slik måte at de ikke tillater et enzym å angripe kromosomenden. Med hver cellesyklus er det en forkortelse av telomerene forårsaket av celleproliferasjon.

Anatomiske vanskeligheter med telomerene

Hvert kromosom består av to DNA-tråder som går i forskjellige retninger, den såkalte antiparallelle retningen. En telomer er plassert på enden av hver side av en DNA-streng. Avhengig av cellesyklusen er det således enten to eller fire telomerer per kromosom. Totalt er det enten 96 eller 192 telomerer per celle med 46 kromosomer.

Hvis DNA-strengene ganske enkelt endte blindt, ville dette gi forskjellige proteiner muligheten til å angripe DNA. I motsetning til en stor del av DNA, har ikke telomerene informasjon som er viktig for funksjonen til cellene.

Snarere er det en basesekvens i telomerene som gjentas om og om igjen. Denne sekvensen består av seks baser og har guanin tre ganger, adenosin en gang og timin to ganger. Denne repeterende sekvensen fører til slutt til basene i en telomerbase som er sammenkoblet med hverandre. Dette fører til en folding av endene og telomerene er ikke lenger til stede som en enkelt streng, men som en spiral. For at celler skal formere seg under replikering, er det imidlertid nødvendig at de brettede telomerene utfolder seg.

Hva er funksjonene til telomerene?

Telomeres har i hovedsak to roller. På den ene siden er de viktige under normal cellesyklus eller under G0-fasen. Enzymer finnes inne i cellene som kontinuerlig bryter ned DNA. Dette tjener på den ene siden til å avverge inntrengerne, men på den andre siden er det også uønsket. Dette utgjør et enormt problem for normal DNA i cellekjernen og kan føre til uønskede hendelser.

For å forhindre at dette skjer, er det et overheng, telomeren, på den ene siden i enden av hver eneste DNA-streng. Siden telomoren består av basesekvenser som ikke koder for proteiner, er dette alene en beskyttelse for det kodende DNA, siden det først brytes ned. Ved å brette telomerene, har de DNA-nedbrytende enzymene det dessuten vanskelig å finne et punkt der de kan starte sin nedbrytning ved å krølle den frie DNA-enden. I tillegg gir foldede telomer bindingssteder for spesielle proteiner. Disse proteinene er relativt store for å beskytte DNA-enden beskyttende.

På den annen side er telomerene viktige under replikering, dvs. under doblingen av DNA. På grunn av deres struktur, kan ikke de ansvarlige enzymer begynne å doble DNAet på slutten av en DNA-streng. Som et resultat er det tap av basepar med hver syklus, og kromosomene blir kontinuerlig forkortet. Så at dette ikke fører til et for tidlig tap av essensielle DNA-segmenter, er telomerene plassert i endene. De har ingen genetisk viktig informasjon og kan overleve et tap på noen få baser uten problemer.

Dette emnet kan også være av interesse for deg: Oppgaver fra cellekjernen

Telomeres sykdommer

Telomerer kan ha alvorlige effekter. Ved en slik påfølgende effekt er vanligvis skade på DNA-kodingen for proteiner årsaken.

Telomeres sykdom er ofte forårsaket av mangel på proteinkomplekser (Shelterine), som er lokalisert rundt telomerene, eller forårsaket av enzymet telomerase. Dette fremmer en forstyrrelse av strukturen gjennom redusert beskyttelse.

På grunn av det relativt høye antallet kromosomer, kan en kategori sykdommer ikke pålitelig tilordnes en telomer sykdom. Dette betyr at mange forskjellige organer kan bli påvirket.

Telomeropathy

Begrepet telomeropati brukes om sykdommer som oppstår på grunn av skadede telomerer. Telomere sykdom brukes vanligvis som et tilsvarende begrep. På grunn av den irreversible årsaken til disse sykdommene, vil alle telomeropatier være kroniske.

Ved telomeropati blir telomerer vanligvis forkortet i en slik grad at det påfølgende DNA blir angrepet på grunn av mangel på enzymet telomerase eller proteiner som danner ly-komplekset. Noen ganger blir DNA som koder for proteiner påvirket, slik at skaden kan merkes i kroppen.

Telomeropatier inkluderer et stort antall sykdommer som ikke er veldig spesifikke for telomeropatier. Dette betyr at symptomene er veldig forskjellige og ofte har andre årsaker. Alvorlighetsgraden av sykdommen er også veldig forskjellig, og det kroniske forløpet med symptomene kan være sterkt eller svakt.

De mer vanlige telomeropatiene inkluderer lungebetennelse, skrumplever i leveren eller anemi og skade på benmargen.

Hvilken rolle spiller telomerene i aldring?

Når vi eldes, fortsetter menneskekroppens behov for nye celler. Dette er blant annet nødvendig for å opprettholde prosessene i de enkelte cellene i de forskjellige organene.

Disse nye cellene er opprettet ved celledeling (mitose) som en del av cellesyklusen. Før deling dobles alle celleorganeller og hele DNA. Denne prosessen kalles replikering. Spesifikke enzymer finnes for dette i hver celle. På grunn av deres struktur kan de ansvarlige enzymer imidlertid ikke begynne å doble DNA-en på slutten av hver DNA-streng.

Som et resultat er det tap av basepar med hver syklus, og kromosomene blir kontinuerlig forkortet.

Telomerene er plassert i endene slik at dette ikke fører til et tidlig tap av viktige DNA-segmenter. De har ingen genetisk viktig informasjon og kan overleve et tap på noen få baser uten problemer. Med alderdom faller imidlertid telomerene under en viss lengde, noe som er farlig og potensielt forbundet med skade.

Dette fører enten til en irreversibel arrestasjon av cellesyklusen, senescensen eller til en planlagt død av cellen. Dermed mister kroppen kontinuerlig potensialet for fornyelse og det eldes.

Vår neste artikkel kan også være av interesse for deg: Aldringsprosess

Hvilken rolle spiller de i kreftutviklingen?

Telomeres kan også spille en viktig rolle i utviklingen av kreft. Oftere er imidlertid årsaken til kreft en mutasjon i DNA-strengen. I utviklingen av kreft spiller forkortelsen imidlertid en rolle som ved aldring.

Med kortere telomerer er det mer sannsynlig at kreft utvikler seg. Årsaken til dette er at det er større sannsynlighet for at den delen av DNA-dobbeltstrengen som koder for proteiner og inneholder gener blir angrepet. Risikofaktoren for dette er korte telomerer som allerede er til stede fra fødselen.

I tillegg er det mer sannsynlig at lave nivåer av enzymet telomerase og det protteriske proteinkomplekset er. Telomerene spiller også en viktig rolle i eksisterende kreft.

Når cellene degenererer, er det økt cellevekst og økt celledeling. Dette fører til en raskere forkortelse av telomerene, noe som gjør ytterligere degenerasjon mer sannsynlig. Cellen prøver å reagere på dette gjennom forskjellige mekanismer, men dette er sjelden vellykket i kreftceller.

Hva er en telomerase?

Telomerase er et enzym som forekommer i hver menneskelig celle, men som ikke kan oppdages i alle celler. Telomerase er spesielt aktiv i følgende celler:

Celler av benmargen
Stamceller
Germline celler (Forløpere til sædceller og eggceller)
embryonale celler

Det forekommer hovedsakelig i cellekjernen, siden det er her virkningsstedet er. Hovedoppgaven til enzymet er å minimere basetapet av telomerer av DNAet ved enden av kromosomene under replikasjon. Dette er essensielt, fordi ellers med hver celledeling et relativt høyt tap av DNA på grunn av strukturen fører til redusert levetid for cellene.

Det er en av få enzymer som har funksjonen revers transkriptase for dette formålet. Dette betyr at den kan generere en ny DNA-streng fra en RNA-streng, som faktisk er en kopi av DNA.

Resten av enzymene i menneskekroppen har ikke denne funksjonen. For dette består telomerasen av en liten del av RNA, som fungerer som en mal for den nye delen av DNA. For å gjøre dette drar enzymet fordel av det faktum at en sekvens oppstår gjentatte ganger på telomerene. Basesekvensen til RNA er komplementær til denne repeterende sekvensen. Den nye DNA-strengen blir lagt til slutten av telomeren.

Kan kosthold påvirke telomerer?

Det er fastslått av noen medisinske fagpersoner og forskere at kosthold påvirker telomerer. Flere studier er allerede utført på dette, men noen av dem er kontroversielle.

Et sunt kosthold sies å øke aktiviteten til telomerase slik at forkortelsen av telomerer under celledeling skjer i en lavere takt. I tillegg bør telomerene til og med kunne forlenge på grunn av den høye aktiviteten til telomerase.

Kostholdet skal være basert på plantebaserte produkter når det er mulig. Et høyt inntak av vitaminer, som motvirker oksidativt stress i cellene, er også viktig for å påvirke telomerene gjennom kosthold. Dette resulterer i mindre skade på DNA-dobbeltstrengen. Omega-3 fettsyrer, som er rikelig i fet fisk, sies også å ha en positiv effekt.

Som med praktisk talt alle prognoser, i tillegg til kosthold, har trening og mindre fysisk aktivitet en positiv effekt på lengden på telomerene, og det er grunnen til at omsorg bør tas.

Du kan lese mer detaljert informasjon om dette emnet under: Anti-aldring og ernæring