Ανατομία-Λεξικό

Τελομερή

ορισμός

Τα τελομερή αποτελούν μέρος κάθε DNA. Βρίσκονται στα άκρα των χρωμοσωμάτων και σε καμία περίπτωση δεν κωδικοποιούν γονίδια. Σε αντίθεση με το υπόλοιπο χρωμόσωμα, τα τελομερή δεν έχουν διπλόκλωνο DNA. Διατίθενται ως μονό σκέλος.

Σε αντίθεση με το υπόλοιπο DNA, επίσης δεν παρουσιάζουν υψηλή μεταβλητότητα στη σειρά των βάσεων, αλλά συνίστανται σε επαναλαμβανόμενες βασικές αλληλουχίες. Αυτό είναι σημαντικό για την εκπλήρωση της λειτουργίας τους.

Οι επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες αναγκάζουν τα τελομερή του χρωμοσώματος να κυρτωθούν με τέτοιο τρόπο ώστε να μην επιτρέπουν σε ένα ένζυμο να προσβάλει το άκρο του χρωμοσώματος. Σε κάθε κύκλο κυττάρων υπάρχει συντόμευση των τελομερών που προκαλούνται από τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων.

Ανατομικές περιπλοκές των τελομερών

Κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο κλώνους DNA που τρέχουν σε διαφορετικές κατευθύνσεις, τη λεγόμενη αντιπαραλληλική κατεύθυνση. Σε κάθε πλευρά ενός κλώνου DNA υπάρχει ένα τελομερές στο τέλος. Έτσι, ανάλογα με τον κυτταρικό κύκλο, υπάρχουν είτε δύο είτε τέσσερα τελομερή ανά χρωμόσωμα. Συνολικά, υπάρχουν είτε 96 είτε 192 τελομερή ανά κύτταρο με 46 χρωμοσώματα.

Εάν οι κλώνοι του DNA τελείωναν τυφλά, αυτό θα έδινε σε διάφορες πρωτεΐνες την ευκαιρία να επιτεθούν στο DNA. Σε αντίθεση με ένα μεγάλο μέρος του DNA, τα τελομερή δεν φέρουν καμία πληροφορία που είναι σημαντική για τη λειτουργία των κυττάρων.

Αντίθετα, υπάρχει μια βασική ακολουθία στα τελομερή που επαναλαμβάνεται ξανά και ξανά. Αυτή η ακολουθία αποτελείται από έξι βάσεις και έχει γουανίνη τρεις φορές, αδενοσίνη μία φορά και θυμίνη δύο φορές. Αυτή η επαναλαμβανόμενη ακολουθία οδηγεί τελικά στις βάσεις ενός τελομερούς σχηματισμού ζευγών βάσεων μεταξύ τους. Αυτό οδηγεί σε αναδίπλωση των άκρων και τα τελομερή δεν είναι πλέον παρόντα ως μονό σκέλος, αλλά ως πηνίο. Για να πολλαπλασιαστούν τα κύτταρα κατά την αναπαραγωγή, ωστόσο, είναι απαραίτητο να ξεδιπλωθούν τα διπλωμένα τελομερή.

Ποιες είναι οι λειτουργίες των τελομερών;

Τα τελομερή έχουν ουσιαστικά δύο ρόλους. Από τη μία πλευρά, είναι σημαντικά κατά τη διάρκεια του φυσιολογικού κυτταρικού κύκλου ή κατά τη φάση G0. Ένζυμα υπάρχουν μέσα στα κύτταρα που διασπώνουν συνεχώς το DNA. Αυτό χρησιμεύει από τη μία πλευρά για να αποτρέψει τους εισβολείς, αλλά από την άλλη είναι επίσης ανεπιθύμητο. Αυτό θέτει ένα τεράστιο πρόβλημα για το φυσιολογικό DNA του κυτταρικού πυρήνα και μπορεί να οδηγήσει σε ανεπιθύμητα συμβάντα.

Για να αποφευχθεί αυτό, υπάρχει μια προεξοχή, η τελομερή, στη μία πλευρά στο τέλος κάθε μεμονωμένου κλώνου του DNA. Επειδή το telomoer αποτελείται από βασικές αλληλουχίες που δεν κωδικοποιούν πρωτεΐνες, αυτό από μόνο του είναι μια προστασία για το κωδικοποιητικό DNA, αφού πρώτα διασπάται. Επιπλέον, αναδιπλώνοντας τα τελομερή, τα ένζυμα αποικοδόμησης DNA δυσκολεύονται να βρουν ένα σημείο στο οποίο μπορούν να ξεκινήσουν την αποικοδόμησή τους κάνοντας το άκρο του ελεύθερου DNA.Επιπλέον, τα διπλωμένα τελομερή παρέχουν θέσεις σύνδεσης για ειδικές πρωτεΐνες. Αυτές οι πρωτεΐνες είναι σχετικά μεγάλες για να προστατεύουν προστατευτικά το άκρο του DNA.

Από την άλλη πλευρά, τα τελομερή είναι σημαντικά κατά τη διάρκεια της αντιγραφής, δηλαδή κατά τη διάρκεια της αντιγραφής του DNA. Λόγω της δομής, τα υπεύθυνα ένζυμα δεν μπορούν να αρχίσουν να διπλασιάζουν το DNA στο τέλος ενός κλώνου DNA. Ως αποτέλεσμα, υπάρχει απώλεια ζευγών βάσεων με κάθε κύκλο και τα χρωμοσώματα συντομεύονται συνεχώς. Για να μην οδηγήσει σε πρόωρη απώλεια βασικών τμημάτων DNA, τα τελομερή βρίσκονται στα άκρα. Δεν φέρουν γενετικά σημαντικές πληροφορίες και μπορούν να επιβιώσουν από την απώλεια μερικών βάσεων χωρίς προβλήματα.

Αυτό το θέμα μπορεί επίσης να σας ενδιαφέρει: Λειτουργίες του πυρήνα των κυττάρων

Ασθένειες τελομερών

Τα τελομερή μπορεί να έχουν σοβαρές επιπτώσεις. Στην περίπτωση ενός τέτοιου επακόλουθου αποτελέσματος, συνήθως προκαλείται βλάβη στο DNA που κωδικοποιεί πρωτεΐνες.

Η νόσος των τελομερών προκαλείται συχνότερα από έλλειψη πρωτεϊνικών συμπλοκών (Καταφύγιο), που βρίσκονται γύρω από τα τελομερή, ή προκαλούνται από το ένζυμο τελομεράση. Αυτό προωθεί τη διαρθρωτική διαταραχή μέσω μειωμένης προστασίας.

Λόγω του σχετικά μεγάλου αριθμού χρωμοσωμάτων, μια κατηγορία ασθενειών δεν μπορεί να αποδοθεί αξιόπιστα σε μια τελομερή νόσο. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να επηρεαστούν πολλά διαφορετικά όργανα.

Τελομεροπάθεια

Ο όρος telomeropathy χρησιμοποιείται για ασθένειες που εμφανίζονται λόγω κατεστραμμένων τελομερών. Η νόσος του Telomere χρησιμοποιείται συνήθως ως ισοδύναμος όρος. Λόγω της μη αναστρέψιμης αιτίας αυτών των ασθενειών, όλες οι τελομεράξεις θα είναι χρόνιες.

Στην τελομεροπάθεια, τα τελομερή συνήθως συντομεύονται σε τέτοιο βαθμό που το επακόλουθο DNA προσβάλλεται λόγω έλλειψης του ενζύμου τελομεράσης ή των πρωτεϊνών που σχηματίζουν το σύμπλεγμα προστατευτικής ουσίας. Μερικές φορές επηρεάζεται το DNA που κωδικοποιεί πρωτεΐνες, έτσι η βλάβη μπορεί να γίνει αισθητή στο σώμα.

Οι τελομεροπάθειες περιλαμβάνουν μεγάλο αριθμό ασθενειών που δεν είναι πολύ συγκεκριμένες για τις τελομεράξεις. Αυτό σημαίνει ότι τα συμπτώματα είναι πολύ διαφορετικά και συχνά έχουν άλλες αιτίες. Η σοβαρότητα της νόσου είναι επίσης πολύ διαφορετική και η χρόνια πορεία με τα συμπτώματα μπορεί να είναι ισχυρή ή αδύναμη.

Οι πιο συχνές τελομεράξεις περιλαμβάνουν πνευμονία, κίρρωση του ήπατος ή αναιμία και βλάβη στον μυελό των οστών.

Τι ρόλο παίζουν τα τελομερή στη γήρανση;

Καθώς μεγαλώνουμε, η ανάγκη του ανθρώπινου σώματος για νέα κύτταρα συνεχίζεται. Μεταξύ άλλων, αυτό είναι απαραίτητο για τη διατήρηση των διεργασιών στα μεμονωμένα κύτταρα των διαφόρων οργάνων.

Αυτά τα νέα κελιά δημιουργούνται με διαίρεση κυττάρων (Μίτωσις) ως μέρος του κυτταρικού κύκλου. Πριν από τη διαίρεση, όλα τα κυτταρικά οργανίδια και όλο το DNA διπλασιάζονται. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται αναπαραγωγή. Υπάρχουν συγκεκριμένα ένζυμα σε κάθε κύτταρο για το σκοπό αυτό. Ωστόσο, λόγω της δομής τους, τα υπεύθυνα ένζυμα δεν μπορούν να αρχίσουν να διπλασιάζουν το DNA στο τέλος κάθε κλώνου DNA.

Ως αποτέλεσμα, υπάρχει απώλεια ζευγών βάσεων με κάθε κύκλο και τα χρωμοσώματα συντομεύονται συνεχώς.

Τα τελομερή βρίσκονται στα άκρα έτσι ώστε αυτό να μην οδηγεί σε πρόωρη απώλεια σημαντικών τμημάτων DNA. Δεν φέρουν γενετικά σημαντικές πληροφορίες και μπορούν να επιβιώσουν από την απώλεια μερικών βάσεων χωρίς προβλήματα. Με τα γηρατειά, ωστόσο, τα τελομερή υπολείπονται ορισμένου μήκους, το οποίο είναι επικίνδυνο και ενδεχομένως σχετίζεται με ζημιά.

Αυτό οδηγεί είτε σε μη αναστρέψιμη διακοπή του κυτταρικού κύκλου, τη γήρανση, είτε σε έναν προγραμματισμένο θάνατο του κυττάρου. Έτσι το σώμα χάνει συνεχώς τις δυνατότητές του για ανανέωση και γερνά.

Το επόμενο άρθρο μας μπορεί επίσης να σας ενδιαφέρει: Διαδικασία της γήρανσης

Τι ρόλο παίζουν στην ανάπτυξη του καρκίνου;

Τα τελομερή μπορούν επίσης να διαδραματίσουν ουσιαστικό ρόλο στην ανάπτυξη καρκίνου. Τις περισσότερες φορές, ωστόσο, η αιτία του καρκίνου είναι μια μετάλλαξη εντός του κλώνου του DNA. Στην ανάπτυξη του καρκίνου, ωστόσο, η συντόμευση παίζει ρόλο όπως στη γήρανση.

Με μικρότερα τελομερή, ο καρκίνος είναι πιο πιθανό να αναπτυχθεί. Ο λόγος για αυτό είναι μεγαλύτερη πιθανότητα να προσβληθεί το τμήμα του διπλού κλώνου DNA που κωδικοποιεί πρωτεΐνες και περιέχει γονίδια. Ένας παράγοντας κινδύνου για αυτό είναι τα σύντομα τελομερή που υπάρχουν ήδη από τη γέννηση.

Επιπλέον, τα χαμηλά επίπεδα του ενζύμου τελομεράσης και του συμπλόκου πρωτεΐνης προστατίνης το καθιστούν πιο πιθανό. Τα τελομερή παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στον προϋπάρχοντα καρκίνο.

Στο πλαίσιο του εκφυλισμού των κυττάρων, υπάρχει αυξημένη κυτταρική ανάπτυξη και αυξημένη κυτταρική διαίρεση. Αυτό οδηγεί σε ταχύτερη μείωση των τελομερών, γεγονός που καθιστά πιο πιθανό τον περαιτέρω εκφυλισμό. Το κύτταρο προσπαθεί να αντιδράσει σε αυτό μέσω διαφόρων μηχανισμών, αλλά αυτό είναι σπάνια επιτυχημένο στα καρκινικά κύτταρα.

Τι είναι η τελομεράση;

Η τελομεράση είναι ένα ένζυμο που εμφανίζεται σε κάθε ανθρώπινο κύτταρο, αλλά δεν μπορεί να ανιχνευθεί σε όλα τα κύτταρα. Η τελομεράση είναι ιδιαίτερα ενεργή στα ακόλουθα κύτταρα:

Κύτταρα του μυελού των οστών
Βλαστοκύτταρα
Κύτταρα βλαστικής σειράς (Πρόδρομοι σπέρματος και ωαρίων)
εμβρυϊκά κύτταρα

Εμφανίζεται κυρίως στον πυρήνα των κυττάρων, καθώς εκεί βρίσκεται η θέση δράσης του. Το κύριο καθήκον του ενζύμου είναι να ελαχιστοποιήσει την απώλεια βάσης των τελομερών του DNA στο τέλος των χρωμοσωμάτων κατά την αντιγραφή. Αυτό είναι απαραίτητο, γιατί διαφορετικά με κάθε κυτταρική διαίρεση, μια σχετικά υψηλή απώλεια DNA, λόγω της δομής, οδηγεί σε μειωμένη διάρκεια ζωής των κυττάρων.

Είναι ένα από τα λίγα ένζυμα που έχει τη λειτουργία της αντίστροφης μεταγραφάσης για το σκοπό αυτό. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να δημιουργήσει έναν νέο κλώνο DNA από έναν κλώνο RNA, ο οποίος είναι στην πραγματικότητα ένα αντίγραφο του DNA.

Τα υπόλοιπα ένζυμα του ανθρώπινου σώματος δεν έχουν αυτήν τη λειτουργία. Για αυτό, η τελομεράση αποτελείται από ένα μικρό τμήμα του RNA, το οποίο χρησιμεύει ως πρότυπο για το νέο τμήμα του DNA. Για να γίνει αυτό, το ένζυμο εκμεταλλεύεται το γεγονός ότι μια ακολουθία εμφανίζεται επανειλημμένα στα τελομερή. Η βασική αλληλουχία του RNA είναι συμπληρωματική αυτής της επαναλαμβανόμενης αλληλουχίας. Το νέο σκέλος του DNA προστίθεται στο τέλος της τελομερούς.

Μπορεί η διατροφή να επηρεάσει τα τελομερή;

Αναγνωρίζεται από ορισμένους ιατρικούς επαγγελματίες και ερευνητές ότι η διατροφή επηρεάζει τα τελομερή. Έχουν ήδη διεξαχθεί αρκετές μελέτες σχετικά με αυτό, αλλά μερικές από αυτές είναι αμφιλεγόμενες.

Μια υγιεινή διατροφή θα πρέπει να αυξήσει τη δραστηριότητα της τελομεράσης, έτσι ώστε η μείωση των τελομερών κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης να εμφανίζεται με βραδύτερο ρυθμό. Επιπλέον, τα τελομερή θα πρέπει ακόμη και να επιμηκύνονται λόγω της υψηλής δραστικότητας της τελομεράσης.

Η δίαιτα πρέπει να βασίζεται σε φυτικά προϊόντα όποτε είναι δυνατόν. Η υψηλή πρόσληψη βιταμινών, που εξουδετερώνει το οξειδωτικό στρες στα κύτταρα, είναι επίσης σημαντική για την επιρροή των τελομερών μέσω της διατροφής. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα λιγότερη βλάβη στο διπλό κλώνο του DNA. Τα ωμέγα-3 λιπαρά οξέα, τα οποία είναι άφθονα σε λιπαρά ψάρια, λέγεται επίσης ότι έχουν θετική επίδραση.

Όπως με σχεδόν όλες τις προγνώσεις, εκτός από τη διατροφή, η άσκηση και η λιγότερη σωματική δραστηριότητα έχουν επίσης θετική επίδραση στο μήκος των τελομερών, γι 'αυτό πρέπει να προσέξετε αυτό.

Μπορείτε να διαβάσετε αναλυτικότερες πληροφορίες σχετικά με αυτό το θέμα στην ενότητα: Αντιγήρανση και διατροφή