Anatomi-Leksikon

Telomerer

definisjon

Telomerer er en del av hvert DNA. De er i endene av kromosomene og koder i intet 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 DNA viser de heller ikke høy variabilitet i rekkefølgen av basene, men består av gjentatte basesekvenser. Dette er viktig for oppfyllelsen av deres funksjon.

De repeterende sekvensene får telomerer i kromosomet til å krølle seg på en slik måte at de ikke lar et enzym angripe enden av kromosomet. For hver cellesyklus er det en forkortelse av telomerer forårsaket av celleproliferasjon.

Anatomiske komplikasjoner i telomerer

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

Hvis DNA-strengene bare endte blindt, ville dette gi forskjellige proteiner muligheten til å angripe DNA. I motsetning til en stor del av DNA, bærer ikke telomerene noen informasjon som er viktig for cellenes funksjon.

Snarere er det en basesekvens i telomerer som gjentas om og om igjen. Denne sekvensen består av seks baser og har guanin tre ganger, adenosin en gang og tymin to ganger. Denne repeterende sekvensen fører til slutt til basene til en telomer som danner baseparringer med hverandre. Dette fører til en bretting av endene, og telomerer er ikke lenger til stede som en enkelt streng, men som en spole. For at celler skal formere seg under replikasjon, er det imidlertid nødvendig at de brettede telomerer utfolder seg.

Hva er funksjonene til telomerene?

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

For å forhindre at dette skjer, er det et overheng, telomeren, på den ene siden på slutten av hver enkelt DNA-streng. Fordi telemoer består av basesekvenser som ikke koder for proteiner, er dette alene en beskyttelse for det kodende DNA, siden det først brytes ned. Videre, ved å brette telomerer, finner de DNA-nedbrytende enzymene det vanskelig å finne et punkt der de kan begynne nedbrytningen ved å krølle den frie DNA-enden.I tillegg gir brettede telomerer bindingssteder for spesielle proteiner. Disse proteinene er relativt store for å beskytte DNA-enden beskyttende.

På den annen side er telomerer viktige under replikering, dvs. under duplisering av DNA. På grunn av strukturen kan de ansvarlige enzymene ikke begynne å doble DNA på slutten av en DNA-streng. Som et resultat er det tap av basepar med hver syklus, og kromosomene forkorter kontinuerlig. For at dette ikke skal føre til 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: Funksjoner i cellekjernen

Telomerer sykdommer

Telomerer kan ha alvorlige effekter. I tilfelle en slik påfølgende effekt er skade på DNA som koder for proteiner vanligvis årsaken.

Telomerer sykdom er oftest forårsaket av mangel på proteinkomplekser (Shelterine), som er lokalisert rundt telomerer, eller forårsaket av enzymet telomerase. Dette fremmer strukturelle forstyrrelser gjennom redusert beskyttelse.

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

Telomeropati

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

I telomeropati blir telomerene vanligvis forkortet i en slik grad at det påfølgende DNA blir angrepet på grunn av mangel på enzymet telomerase eller proteinene som danner shelterin-komplekset. Noen ganger påvirkes DNA-koding for proteiner, slik at skaden kan føles i kroppen.

Telomeropatier inkluderer et stort antall sykdommer som ikke er spesielt spesifikke for telomeropatier. Dette betyr at symptomene er svært 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 vanligste telomeropatiene inkluderer lungebetennelse, levercirrhose eller anemi og skade på beinmargen.

Hvilken rolle spiller telomerer i aldring?

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

Disse nye cellene er opprettet ved celledeling (Mitose) som en del av cellesyklusen. Før deling dobles alle celleorganeller og alt DNA. Denne prosessen kalles replikering. Det er spesifikke enzymer i hver celle for dette formålet. På grunn av strukturen kan de ansvarlige enzymene imidlertid ikke begynne å doble DNA på slutten av hver DNA-streng.

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

Telomerer 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 alderdommen kommer telomerene imidlertid ikke til en viss lengde, noe som er farlig og potensielt forbundet med skade.

Dette fører enten til en irreversibel cellesyklusstans, aldring, eller til en planlagt celledød. Dermed mister kroppen kontinuerlig potensialet for fornyelse og den eldes.

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

Hvilken rolle spiller de i kreftutviklingen?

Telomerer 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 i aldring.

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

I tillegg gjør lave nivåer av enzymet telomerase og shelterineproteinkomplekset det mer sannsynlig. Telomerer spiller også en viktig rolle i kreft som allerede eksisterer.

I sammenheng med degenerasjonen av cellene er det økt cellevekst og økt celledeling. Dette fører til en raskere forkortelse av telomerer, noe som gjør ytterligere degenerering mer sannsynlig. Cellen prøver å reagere på dette gjennom forskjellige mekanismer, men dette lykkes sjelden i kreftceller.

Hva er en telomerase?

Telomerase er et enzym som forekommer i alle menneskelige celler, men kan ikke påvises i alle celler. Telomerase er spesielt aktiv i følgende celler:

Benmargsceller
Stamceller
Germline celler (Forløpere for sædceller og eggceller)
embryonale celler

Det forekommer hovedsakelig i cellekjernen, da det er her dens handlingssted er. Hovedoppgaven til enzymet er å minimere basistapet av telomerer av DNA ved enden av kromosomene under replikasjon. Dette er viktig, fordi ellers med hvert celledeling fører et relativt høyt tap av DNA på grunn av strukturen til redusert levetid for cellene.

Det er et av få enzymer som har funksjonen av 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 menneskekroppens enzymer 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 utnytter enzymet det faktum at en sekvens forekommer gjentatte ganger på telomerer. Basesekvensen til RNA er komplementær til denne gjentatte sekvensen. Den nye DNA-strengen blir lagt til på slutten av telomeren.

Kan kosthold påvirke telomerer?

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

Et sunt kosthold bør øke aktiviteten til telomerase, slik at forkortelse av telomerer under celledeling skjer i lavere hastighet. I tillegg bør telomerer til og med være i stand til å forlenge på grunn av den høye aktiviteten til telomerase.

Dietten bør 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 telomerer 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 også en positiv effekt på lengden på telomerer, og derfor bør du være oppmerksom på dette.

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