Строение и функции теломеразы

Введение

На концах хромосом находятся специальные структуры – теломеры, от длины которых зависит пролиферативный потенциал клетки, или число делений, которые клетка может совершить до своей гибели. Длину теломер поддерживает фермент теломераза. К примеру, в эмбриональных клеточных линиях теломераза активна, и длина теломер в них остается постоянной, т.е. эти клетки обладают неограниченным потенциалом деления. В стволовых клетках активность теломеразы ниже, что позволяет лишь частично компенсировать укорачивание теломер. В соматических клетках активность теломеразы обычно отсутствует. Укорачивание теломер продолжается до тех пор, пока теломера не теряет способность защищать концы хромосомы, тогда клетка достигает предела Хейфлика и переходит в состояние старения, а после этого наступает кризис, сопровождающийся массовой гибелью клеток.
Уцелевшие клетки превращаются в иммортальные или в злокачественные (раковые), способные к неограниченному делению и поддержанию длины теломер (как правило, с помощью теломеразы).Основная частьТеломераза – это особая обратная транскриптаза, работающая в комплексе со специальной теломеразной РНКВ состав теломеразы входят два основных компонента - обратная транскриптаза (TERT – telomerase reverse transcriptase) и теломеразная РНК (TER – telomerase RNA), содержащая матричный участок для синтеза теломерных повторов. Кроме того, в теломеразный комплекс входят многочисленные дополнительные компоненты, обеспечивающие активность фермента in vivo.
Дополнительные белки участвуют в разных процессах. Часть из них необходима для посадки теломеразы на теломеру в определенный момент клеточного цикла, другие белки регулируют активность фермента. Известно, что теломераза работает не во всех клетках высших эукариот, однако, ее компоненты присутствуют в клетке практически всегда.Сборка теломеразы, ее существование в клетке и посадка на теломеры –процессы, в чем-то сходные, а в чем-то отличные у эволюционно далеких организмов. Общие свойства обнаружены у всех компонентов теломеразы: обратной транскриптазы, теломеразной РНК и TER-связывающих белков, которые стабилизируют РНК и способствуют сборке активного фермента. Необходимо отметить, что только TERT является высококонсервативным компонентом теломеразы.Теломеразная РНК – один из основных компонентов теломеразы, она содержит участок, который служит матрицей для синтеза теломер. Несмотря на различия в длине и нуклеотидной последовательности теломеразных РНК из разных организмов, вторичные структуры TER демонстрируют высокое сходство и содержат одинаковые структурные элементы. Консервативными в структуре TER являются матричный участок, псевдоузел, транс-активируемый домен и домены, необходимые для стабильности in vivo.Таким образом, в состав TER входят элементы, необходимые для теломе-разной активности, а также для сборки, локализации и стабильности РНК, но не требуемые для ферментативной активности.

Список литературы

Альбертс Б., Брей Б., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. М.: Мир, 1994. Т. 1-3.Богданов А.А. Теломеры и теломераза. Соросовский образовательный журнал, № 12, 1998.Зверева М.Э., Щербакова Д.М., Донцова О.А. ТЕЛОМЕРАЗА: СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ И ПУТИ РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ. Успехи биологической химии, т. 50, 2010, с. 155-202Коллинз К. Структура и функция теломеразы. Curr Opin Cell Biol. 1996 Jun;8(3):374-80. doi: 10.1016/s0955-0674(96)80013-5. PMID: 8743890.Рубцова М.П., Василькова Д.П., Малявко А.Н., Нарайкина Ю.В., Зверева М.Э., Донцова О.А. Функции теломеразы: удлинение теломер и не только // Acta Naturae (русскоязычная версия). 2012. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/funktsii-telomerazy-udlinenie-telomer-i-ne-tolko (дата обращения: 10.05.2023).Смекалова Е.М., Петрова О.А., Зверева М.Э., Донцова О.А. // Acta Naturae. 2012. Т. 4. № 1. С. 72-75.Теломера, теломераза, рак и старение // Биохимия. 1997. Т. 62, № 11.Тимергалиев Р.Р. РОЛЬ ТЕЛОМЕР И ТЕЛОМЕРАЗЫ В ПРОЦЕССАХ СТАРЕНИЯ // Материалы МСНК «Студенческий научный форум 2023». – 2020. – № 5. – С. 15-17;URL: https://publish2020.scienceforum.ru/ru/article/view?id=261 (дата обращения: 10.05.2023).Щербакова Д.М., Зверева М.Э., Шпанченко О.В., Донцова О.А. (2006) Молекулярная Биология, 40, 1-15.Booy E.P., Meier M., Okun N., Novakowski S.K., Xiong S., Stetefeld J., McKenna S.A. // Nucl. Acids Res. 2012. Jan 11.