Anatomi-Leksikon

Telomerer

definition

Telomerer er en del af ethvert DNA. De er i enderne af kromosomer, og under ingen omstændigheder koder de for 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 viser de heller ikke en høj variation i rækkefølgen af baserne, men består af gentagne basesekvenser. Dette er vigtigt for udførelsen af deres funktion.

De gentagne sekvenser får kromosomens telomerer til at krølle sig op på en sådan måde, at de ikke tillader et enzym at angribe slutningen af kromosomet. For hver cellecyklus er der en forkortelse af telomerer forårsaget af celleproliferation.

Anatomiske indviklinger af telomerer

Hvert kromosom består af to DNA-tråde, der løber i forskellige retninger, den såkaldte antiparallelle retning. På hver side af en DNA-streng er der en telomer i slutningen. 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 simpelthen 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 telomerer, 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 af en telomer, der danner baseparringer 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 at celler skal formere sig under replikation, er det imidlertid nødvendigt, at de foldede telomerer udfolder sig.

Hvad er telomerernes funktioner?

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

For at forhindre dette sker er der et overhæng, telomeren, på den ene side i slutningen af hver enkelt DNA-streng. Fordi telemoer består af basesekvenser, der ikke koder for proteiner, er dette alene en beskyttelse for det kodende DNA, da det først nedbrydes. Desuden ved DNA-nedbrydende enzymer ved at folde telomererne det vanskeligt at finde et punkt, hvor de kan begynde 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 telomerer vigtige under replikation, dvs. under duplikering af DNA. På grund af strukturen kan de ansvarlige enzymer ikke begynde at fordoble DNA'et i slutningen af en DNA-streng. Som et resultat er der et tab af basepar med hver cyklus, og kromosomerne forkortes kontinuerligt. For at dette ikke fører til et for tidligt tab af essentielle DNA-segmenter, er telomerer 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: Funktioner af cellekernen

Telomerer sygdomme

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

Telomerer sygdom er oftest forårsaget af en mangel på proteinkomplekser (Shelterine), som er placeret omkring telomerer eller forårsaget af enzymet telomerase. Dette fremmer strukturel forstyrrelse gennem reduceret beskyttelse.

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

Telomeropati

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

I telomeropati forkortes telomerer normalt til en sådan grad, at det efterfølgende DNA angribes på grund af mangel på enzymet telomerase eller proteinerne, der danner shelterin-komplekset. 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. Sygdommens sværhedsgrad er også meget forskellig, og det kroniske forløb med symptomerne kan være stærkt eller svagt.

De mere almindelige telomeropatier inkluderer lungebetændelse, levercirrhose eller anæmi og skader på knoglemarven.

Hvilken rolle spiller telomerer i aldring?

Når vi bliver ældre, fortsætter menneskekroppens behov for nye celler. Dette er blandt andet nødvendigt for at opretholde processerne i de forskellige organers individuelle celler.

Disse nye celler oprettes ved celledeling (Mitose) som en del af cellecyklussen. Før deling fordobles alle celleorganeller og alt DNA. Denne proces kaldes replikering. Der er specifikke enzymer i hver celle til dette formål. 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 med 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 alderdommen kommer telomererne imidlertid ikke under en vis længde, hvilket er farligt og potentielt forbundet med skader.

Dette fører enten til en irreversibel anholdelse af cellecyklus, ældning eller til en planlagt celledød. Således mister kroppen kontinuerligt sit potentiale for fornyelse, og det bliver ældre.

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

Hvilken rolle spiller de i kræftudviklingen?

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

Med kortere telomerer er kræft mere sandsynligt at udvikle sig. Årsagen til dette er en højere sandsynlighed for, at den del af DNA-dobbeltstrengen, der koder for proteiner og indeholder gener, vil blive angrebet. En risikofaktor for dette er korte telomerer, der allerede findes fra fødslen.

Derudover gør lave niveauer af enzymet telomerase og shelterinproteinkomplekset det mere sandsynligt. Telomerer spiller også en vigtig rolle i allerede eksisterende kræft.

I sammenhæng med cellernes degeneration er der øget cellevækst og øget celledeling. Dette fører til en hurtigere forkortelse af telomerer, hvilket gør yderligere degeneration mere sandsynligt. Cellen forsøger 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 detekteres i alle celler. Telomerase er især aktiv i følgende celler:

Celler i knoglemarven
Stamceller
Kimlineceller (Forløbere for sædceller og ægceller)
embryonale celler

Det forekommer hovedsageligt i cellekernen, da det er her dens virkningssted er. Enzymets hovedopgave er at minimere basistabet af DNA-telomerer i slutningen af kromosomerne under replikation. Dette er vigtigt, fordi ellers med hver celledeling fører et relativt højt tab af DNA på grund af strukturen til en reduceret levetid for cellerne.

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

Resten af menneskekroppens enzymer har ikke denne funktion. Til dette består telomerasen af en lille sektion af RNA, der fungerer som en skabelon til den nye sektion af DNA. For at gøre dette drager enzymet fordel af, at en sekvens forekommer gentagne gange på telomerer. Basesekvensen for RNA er komplementær til denne gentagne sekvens. Den nye DNA-streng tilføjes til slutningen af telomeren.

Kan kost påvirke telomerer?

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

En sund diæt bør øge aktiviteten af telomerase, således at forkortelsen af telomerer under celledeling forekommer langsommere. Derudover bør telomererne endda være i stand til at forlænge på grund af den høje aktivitet af telomerase.

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

Som med praktisk talt alle prognoser har udover diæt også motion og mindre fysisk aktivitet en positiv effekt på længden af telomerer, hvorfor du skal være opmærksom på dette.

Du kan læse mere detaljeret information om dette emne under: Anti-aging og ernæring