Anatomi-Leksikon

telomerer

definition

Telomerer er en del af ethvert DNA. De er i enderne af kromosomer og koder under ingen omstændigheder gener. I modsætning til resten af kromosomet har telomerer ikke dobbeltstrenget DNA. De fås som en enkelt streng.

I modsætning til resten af DNA'et har de heller ikke en høj variation i basernes rækkefølge, men består af gentagne basesekvenser. Dette er vigtigt for opfyldelsen af deres funktion.

På grund af de gentagne sekvenser krøller kromosomets telomerer op på en sådan måde, at de ikke tillader et enzym at angribe kromosomenden. Med hver cellecyklus er der en forkortelse af telomerer forårsaget af celleproliferation.

Telomeres anatomiske forviklinger

Hvert kromosom består af to DNA-tråde, der løber i forskellige retninger, den såkaldte antiparallelle retning. En telomer findes i slutningen af hver side af en DNA-streng. Afhængig af cellecyklussen er der således enten to eller fire telomerer pr. Kromosom. I alt er der enten 96 eller 192 telomerer pr. Celle med 46 kromosomer.

Hvis DNA-strengene blot sluttede blindt, ville dette give forskellige proteiner mulighed for at angribe DNA'et. I modsætning til en stor del af DNA'et, bærer telomererne ingen information, der er vigtig for cellernes funktion.

Der er snarere en basesekvens i telomererne, der gentages igen og igen. Denne sekvens består af seks baser og har guanin tre gange, adenosin en gang og thymin to gange. Denne gentagne sekvens fører i sidste ende til baserne i en telomerbase, der er parret med hinanden. Dette fører til en foldning af enderne, og telomererne er ikke længere til stede som en enkelt streng, men som en spole. For celler at formere sig under replikering er det imidlertid nødvendigt, at de foldede telomerer udfoldes.

Hvilke funktioner har telomererne?

Telomerer har i det væsentlige to roller. På den ene side er de vigtige under den normale cellecyklus eller under G0-fasen. Enzymer findes inde i cellerne, der kontinuerligt nedbryder DNA'et. Dette tjener på den ene side til at afværge indtrængende, men på den anden side er det også uønsket. Dette udgør et enormt problem for cellekernens normale DNA og kan føre til uønskede hændelser.

For at forhindre, at dette sker, er der et overhæng, telomeren, på den ene side i slutningen af hver eneste DNA-streng. Da telomoren består af basesekvenser, der ikke koder for proteiner, er dette alene en beskyttelse for det kodende DNA, da det først nedbrydes. Ved at folde telomererne har de DNA-nedbrydende enzymer endvidere det vanskeligt at finde et punkt, hvor de kan starte deres nedbrydning ved at krølle den frie DNA-ende. Derudover tilvejebringer foldede telomerer bindingssteder for specielle proteiner. Disse proteiner er relativt store for at beskytte DNA-enden beskyttende.

På den anden side er telomererne vigtige under replikation, dvs. under fordoblingen af DNA. På grund af deres struktur kan de ansvarlige enzymer ikke begynde at fordoble DNA'et ved enden af en DNA-streng. Som et resultat er der et tab af basepar ved hver cyklus, og kromosomerne forkortes kontinuerligt. Så at dette ikke fører til et for tidligt tab af essentielle DNA-segmenter, er telomererne placeret i enderne. De bærer ingen genetisk vigtige oplysninger og kan overleve et tab på nogle få baser uden problemer.

Dette emne kan også være af interesse for dig: Opgaver i cellekernen

Telomeres sygdomme

Telomerer kan have alvorlige virkninger. I tilfælde af en sådan efterfølgende virkning er skader på DNA'et, der koder for proteiner, normalt årsagen.

Telomeres sygdom er oftest forårsaget af en mangel på proteinkomplekser (Shelterine), som er placeret omkring telomererne eller forårsaget af enzymetelomerasen. Dette fremmer en forstyrrelse af strukturen gennem reduceret beskyttelse.

På grund af det relativt høje antal kromosomer kan en kategori af sygdomme ikke pålideligt henføres til en telomer sygdom. Dette betyder, at mange forskellige organer kan blive påvirket.

Telomeropathy

Udtrykket telomeropati bruges til sygdomme, der opstår på grund af beskadigede telomerer. Telomere sygdom bruges normalt som et tilsvarende udtryk. På grund af den irreversible årsag til disse sygdomme vil alle telomeropatier være kroniske.

Ved telomeropati forkortes telomererne sædvanligvis i en sådan grad, at det efterfølgende DNA angribes på grund af en mangel på enzymtelomerase eller proteinerne, der danner beskyttelseskomplekset. Nogle gange påvirkes DNA, der koder for proteiner, så skaden kan mærkes i kroppen.

Telomeropatier inkluderer et stort antal sygdomme, der ikke er særlig specifikke for telomeropatier. Dette betyder, at symptomerne er meget forskellige og ofte har andre årsager. Alvorligheden af sygdommen er også meget forskellig, og det kroniske forløb med symptomerne kan være stærkt eller svagt.

De mere almindelige telomeropatier inkluderer lungebetændelse, skrumplever i leveren eller anæmi og skade på knoglemarven.

Hvilken rolle spiller telomerer i aldring?

Når vi bliver ældre, fortsætter den menneskelige krops behov for nye celler. Dette er blandt andet nødvendigt for at opretholde processerne i de individuelle celler i de forskellige organer.

Disse nye celler oprettes ved celledeling (mitose) som en del af cellecyklussen. Før opdelingen fordobles alle celleorganeller og hele DNA'et. Denne proces kaldes replikation. Specifikke enzymer findes for dette i hver celle. På grund af deres struktur kan de ansvarlige enzymer imidlertid ikke begynde at fordoble DNA'et i slutningen af hver DNA-streng.

Som et resultat er der et tab af basepar ved hver cyklus, og kromosomerne forkortes kontinuerligt.

Telomererne er placeret i enderne, så dette ikke fører til et tidligt tab af vigtige DNA-segmenter. De bærer ingen genetisk vigtige oplysninger og kan overleve et tab på nogle få baser uden problemer. Med alderdom falder telomererne dog under en bestemt længde, hvilket er farligt og potentielt forbundet med skader.

Dette fører enten til en irreversibel cellecyklusarrest, senescensen eller til en planlagt død af cellen. Således mister kroppen konstant sit potentiale for fornyelse, og det ældes.

Vores næste artikel kan også være af interesse for dig: Aldringsproces

Hvilken rolle spiller de i kræftudvikling?

Telomerer kan også spille en væsentlig rolle i udviklingen af kræft. Oftere er årsagen til kræft imidlertid en mutation i DNA-strengen. I udviklingen af kræft spiller forkortelsen imidlertid en rolle som ved aldring.

Med kortere telomerer er det mere sandsynligt, at kræft udvikler sig. Årsagen hertil er, at der er større sandsynlighed for, at den del af DNA-dobbeltstrengen, der koder for proteiner og indeholder gener, vil blive angrebet. Risikofaktoren for dette er korte telomerer, der allerede er til stede fra fødslen.

Derudover er det sandsynligt, at lave niveauer af enzymetelomerase og huslyproteinkomplekset er større. Telomererne spiller også en vigtig rolle i allerede eksisterende kræft.

Når cellerne degenererer, er der øget cellevækst og øget celledeling. Dette fører til en hurtigere afkortning af telomererne, hvilket gør yderligere degeneration mere sandsynlig. Cellen prøver at reagere på dette gennem forskellige mekanismer, men dette er sjældent vellykket i kræftceller.

Hvad er en telomerase?

Telomerase er et enzym, der forekommer i enhver menneskelig celle, men kan ikke påvises i alle celler. Telomerase er især aktiv i de følgende celler:

Celler af knoglemarven
Stamceller
Germline celler (Forstadier til sædceller og ægceller)
embryonale celler

Det forekommer hovedsageligt i cellekernen, da det er her dens arbejdssted er. Enzymets vigtigste opgave er at minimere basetabet for telomererne af DNA'et ved enden af kromosomerne under replikation. Dette er essentielt, fordi ellers med hver celledeling et relativt stort tab af DNA på grund af strukturen fører til en reduceret levetid for cellerne.

Det er en af de få enzymer, der har funktionen omvendt transkriptase til dette formål. Dette betyder, at den kan generere en ny DNA-streng fra en RNA-streng, der faktisk er en kopi af DNA'et.

Resten af enzymerne i den menneskelige krop har ikke denne funktion. Til dette består telomerasen af en lille sektion af RNA, der fungerer som en skabelon for den nye sektion af DNA. For at gøre dette drager enzymet fordel af det faktum, at der gentagne gange forekommer en sekvens på telomererne. RNA's basesekvens er komplementær til denne gentagne sekvens. Den nye DNA-streng føjes til slutningen af telomeren.

Kan diæt påvirke telomerer?

Det er blevet konstateret af nogle medicinske fagfolk og forskere, at diæt påvirker telomerer. Flere undersøgelser er allerede blevet gennemført på dette, men nogle af dem er kontroversielle.

En sund kost siges at øge aktiviteten af telomerase, så forkortelsen af telomerer under celledeling sker i en langsommere hastighed. Derudover skulle telomererne endda være i stand til at forlænges på grund af den høje aktivitet af telomerase.

Diæt skal baseres på plantebaserede produkter, når det er muligt. Et højt indtag af vitaminer, der modvirker oxidativ stress i cellerne, er også vigtigt for at påvirke telomererne gennem diæt. Dette resulterer i mindre skade på DNA-dobbeltstrengen. Omega-3-fedtsyrer, der er rigelige i fedtholdige fisk, siges også at have en positiv effekt.

Som med praktisk taget alle prognoser har træning og mindre fysisk aktivitet ud over diæt en positiv effekt på telomerernes længde, hvorfor du skal være opmærksom på dette.

Du kan læse mere detaljerede oplysninger om dette emne under: Anti-aldring og ernæring