Канонические и альтернативные функции теломеразы в клетке Вероника

Канонические и альтернативные функции теломеразы в клетке Вероника Кедлян

Проблема недорепликации Основной функцией теломеразы считается удлинение теломер

Теломераза: TERT( РНК-связывающий домен, обратнотранскриптазный и С-консервативный домен) TERC, дискерин.

Рабочий цикл теломеразы

Регуляция активности теломеразы Регуляция ТЕRТ- лимитирующая стадия в деятельности теломеразы: - Альтернативный сплайсинг ТЕРТ; - Регуляция белка TPP 1, который привлекает теломеразу к концам теломер; - Обратимое фосфолирирование/ дефосфолирирование по серин/ треониновым и тирозиновым участкам

Лимит Хейфлика

Альтернативные функции теломеразы • Функции TERT будут рассмотрены далее • Функции TERC пока не обнаружены

Эндонуклеазная активность Функции: - Удаление нетеломерных последовательностей на 3 конце ДНК (связывается комплементарно с матрицей, то, что за матрицей обрезается) - Разрез в случае присутствия мисметча с РНК-матрицей( ТЕRС) - Выравнивание 3’-конца ДНК-праймера по трем 5’-нуклеотидам матрицы(AAU)

Функции эндонуклеазной активности • Поддержание консерватизма теломерных повторов репарация мутаций на теломерах Любые теломеры будут удлинены

Терминальная трансферазная активность • Выявлена в присутствии высоких концентраций Mn. • Состоит в добавлении дезоксинуклеотидов к теломерподобным последовательностям. • Не требует матрицы

Концентрации ионов в клетке При которых работает терминальная трансферазная активность В нормальных условиях 2 m. M Mg 2, 5 -10 m. M Mg 2 3 m. M Mn 2. <0, 0001 m. M Mn 2 Мин 0. 3 0, 0001 m. M Са 2 m. M Mn 2 ингибир. : 3 m. M Ca 2 Однако неизвестно могут ли достигаться в клетке такие концентрации ? Другой внутриклеточный активатор?

Функции ТТ-активности • “SOS-репарация” • Удлинение теломер в отсутствие ТЕRC

Митохондриальный ТЕРТ • Функции независимы от TERC(в митох. отсутствует) • Содержит сигнал транспорта в митохондрии на Nконце из 20 амк (он не обрезается после транспортировки) и сигнал ядерного экспорта (NES) • Локализован в матриксе • В норме 10 -20% от общего количества в клетке(при стрессе: >80%)

Распределение ТERT в клетке • Регулируется путем посттрансляционных модификаций: - фосфолирирование SRC-киназой – экспорт из ядра - дефосфолирирование Shp-2 -дефосфатазой – импорт в ядро

Функции ТЕRТ в митохондриях • Взаимодействует с кодирующими участками мт. ДНК и возможно регулирует активность генов. • Повышает мембранный потенциал. • Подавляет формирование реактивных форм кислорода. • Уменьшает вероятность апоптоза и некроза при окислительном стрессе, но не препятствует клеточному старению. Защита мт. ДНК от повреждений

Изменения в митохондриях в присутствии ТЕRT Митохондрии с WT h. TERT Митохондрии с nuch. TERT

- ТЕРТ может участвовать в репликации и репарации митохондриальной ДНК: --Возможно синтез праймера для DNA pol. gamma - Участвует в репарации ds разрывов. - Праймером для обратной транскрипции служат т. РНК

TERT – РНК полимераза!

RNA component of mitochondrial RNA processing endoribonuclease (RMRP) • ТЕРТ может связывать RMRP RNA; • Kомплекс h. TERT-RMRP в отличие от h. TERT-TERC не способен удлинять теломеры; • Kомплекс h. TERT-RMRP проявляет РНК-зависимую РНК-полимеразную активность

Комплекс ТЕRТ-RMRP RNА предпочтительно использует РНК способные формировать 3’fold-back структуру в качестве матрицы

Уровень RMRP контролируется Rd. RP-зависимым механизмом, по принципу негативной обратной связи. -При введении RMRP в клетку уровень ее экспресии снижается. - ТЕRТ уменьшает экспрессию RMRP.

si. RNAs регулируют уровень RMRP Супрессия комплекса Dicer привела к увеличению содержания эндогенной RMRP в 3. 7 раза 1. Комплекс TERT-RMRP путем Rd. RP активности синтезирует ds RNAs 2. А эти ds RNAs служат предшественниками для синтеза si. RNA

• Неясно, какую РНК в принципе может амплифицировать комплекс: - ту, которая в его составе связана с ТЕРТ, то есть только RMRP RNA - любую РНК, которая может связать комплекс ТЕRТRMRP RNА • Показана способность h. TERT связывать и другие РНК.

Изменения содержания зрелых mi. RNA в условиях аноксии-реоксигенации В условиях аноксии-реоксигенации соотношения зрелых/к незрелым ми. РНК изменяется очень сильно. За счет чего обеспечивается такая сильная амплификация микро. РНК?

ТERT может служить амплификатором mi. RNA Подавление экспрессии ТЕРТ приводит к уменьшению содержания ми. РНК. ТЕРТ амплифицирует незрелые ми. РНК, поскольку иначе невозможно формирование мисметчей характерных для зрелых ми. РНК mature micro. RNA-21 mature micro. RNA-29 a mature micro. RNA-208 a

RNA-interference

Спасибо за внимание!

Возможна амплификация с помощью ТЕРТ на этих стадиях