РЕПЛИКАЦИЯ ТЕЛОМЕРЫ ТЕЛОМЕРАЗА РЕПЛИКАТИВНАЯ ВИЛКА ТЕРМИНАЦИЯ

РЕПЛИКАЦИЯ. ТЕЛОМЕРЫ. ТЕЛОМЕРАЗА

РЕПЛИКАТИВНАЯ ВИЛКА: ТЕРМИНАЦИЯ ! проблема недорепликации концов

ТЕЛОМЕРЫ Fluorescence In Situ Tetrahymena

ЛИМИТ ХЕЙФЛИКА 1961 г. граница количества делений соматических клеток: ~52

ТЕОРИЯ ОЛОВНИКОВА 1971 г. теория маргинотомии (от лат. marginalis - краевой, tome - сечение): постепенное укорочение ДНК хромосом при репликации может лежать в основе "лимита Хейфлика" • На концах хромосом находятся теломерныые участки, которые укорачиваются с каждым клеточным циклом в нормальных соматических клетках. • Теломерные последовательности в стволовых и раковых клетках защищены, благодаря постоянному удлинению особым ферментом — тандем-ДНК-полимеразой. • В статьях 1972, 1973 гг. подробно рассмотрел разные биологические следствия своей гипотезы, в том числе применительно к объяснению старения, канцерогенеза и иммунных реакций.

ТЕЛОМЕРЫ Теломе ры (от др. -греч. τέλος — конец и μέρος — часть) — концевые участки хромосом Исследование длины теломерных повторов лейкоцитов переферической крови, клеток эпидермиса и сперматозоидов человека (различный возраст доноров) Donor age: 10 14 38 24 31 46 58 93 Southern blot (TTAGGG)n зонд экстракция ДНК с последующей обработкой рестриктазами сокращение теломер - это молекулярные или «митотические" часы, которые лежат в основе старения [Allsopp RC et al. , Telomere length predicts replicative capacity of human fibroblasts. PNAS. 1992, 89(21), 10114 -8]

ТЕЛОМЕРЫ И ТЕЛОМЕРАЗА Элизабет Блэкбёрн 1948 Кэрол Грейдер 1961 Джек Шостак 1952 Нобелевская премия по физиологии и медицине 2009 г. за открытие механизмов защиты хромосом теломерами и фермента теломеразы [Bodnar AG, Ouellette M, Frolkis M, Holt SE, Chiu CP, Morin GB, Harley CB, Shay JW, Lichtsteiner S, Wright WE Extension of life-span by introduction of telomerase into normal human cells. Science. 1998, 16. 279(5349): 349 -52]

ТЕЛОМЕРЫ Group Organism Telomeric repeat Vertebrates Filamentous fungi Human, mouse, Xenopus Neurospora TTAGGG Slime molds Physarum, Didymium Dictyostelium Trypanosoma, Crithidia TTAGGG AG(1 -8) TTAGGG TTGGG(T/G) TTTTGGGG Sporozoite protozoa Higher plants Insects Nematodes Alga Fission yeasts Tetrahymena, Glaucoma Paramecium Oxytricha, Stylonychia, Euplotes Plasmodium Arabidopsis Bombyx mori Ascaris lumbricoides Chlamydomonas Schizosaccharomyces pombe Budding yeasts Saccharomyces cerevisiae TGTGGGTGTGGTG (from RNA template) or G(2 -3)(TG)(1 -6)T (consensus) GGGGTCTGGGTGCTG GGTGTACGGATGTCTAACTTCTT GGTGTA[C/A]GGATGTCACGATCATT GGTGTACGGATGCAGACTCGCTT GGTGTACGGATTTGATTAGTTATGT GGTGTACGGATTTGATTAGGTATGT Kinetoplastid protozoa Ciliated protozoa Candida glabrata Candida albicans Candida tropicalis Candida maltosa Candida guillermondii Candida pseudotropicalis Kluyveromyces lactis TTAGGG(T/C) TTTAGGG TTAGGC TTTTAGGG TTAC(A)(C)G(1 -8)

ТЕЛОМЕРЫ Функции: • защищают концы ДНК от действия экзонуклеаз; • предотвращают неправильную рекомбинацию; • позволяют хромосомам прикрепляться к ядерной оболочке. Теломерные повторы не теряются в клетках: • генеративных (сперматозоиды, ооциты); • раковых. Общие свойства; • теломеры видоспецифичны; • общая длина достигает 14 -15 тпн; • структура зависит от формирования G-квадруплексов; • потери – 100 -150 нт за один цикл; • 12, 8 теломерного повтора – критическая длина теломеры человека.

СТРУКТУРА ТЕЛОМЕР [Blasco MA. Telomere length, stem cells and aging. Nat Chem Biol. 2007, 3(10): 640 -9]

СТРУКТУРА ТЕЛОМЕР

СТРУКТУРА ТЕЛОМЕР T-петля D-петля shelterin: TRF 1, TRF 2, TIN 2, POT 1, TPP 1 и RAP 1 TRF 2 - стабилизирует квадруплекс POT 1 - препятствует формированию квадруплекса

СТРУКТУРА ТЕЛОМЕР http: //pubs. rsc. org

РЕПЛИКАТИВНАЯ ВИЛКА: ТЕРМИНАЦИЯ TREC, позвоночные человек - 451 нт TERT

ТЕЛОМЕРАЗА

СТРУКТУРА ТЕЛОМЕР [Eric Gilson and Vincent Géli. How telomeres are replicated. Nature review, 2007, 8, 825]

СИНТЕЗ ТЕЛОМЕРНЫХ ФРАГМЕНТОВ

СИНТЕЗ ТЕЛОМЕРНЫХ ФРАГМЕНТОВ [Blasco MA. Telomere length, stem cells and aging. Nat Chem Biol. 2007, 3(10): 640 -9]

НЕФЕРМЕНТАТИВНЫЕ ФУНКЦИИ ТЕЛОМЕРАЗЫ [Chiodi I, Mondello C. Telomere-independent functions of telomerase in nuclei, cytoplasm, and mitochondria. Front Oncol. 2012 Sep 28; 2: 133]

Geron Corporation: GRNVAC 1 GRN 163 L Revive Skincare Ta. Sciences. com Elizabeth Parrish

Элизабет Блэкбёрн • Кэрол Грейдер Джек Шостак Кэрол Грейдер была аспирантом, когда она нашла теломеразу (необходимость быть отличными наставниками). • У Грейдер в школьном возрасте была дислексия. Кроме того, о ней говорили как о "глупой" (у каждого есть надежда на будущее). • Элизабет Блэкберн встретилась с Джеком Шостаком на конференции в Гордоне, где они решили работать вместе над одной научной проблемой (хорошее сотрудничество является очень важной частью науки). • Tetrahymena - это "животное с низким жизненным потенциалом" (вы никогда не знаете, откуда придет следующее отличное предложение).