Теломерите, които защитават нашите хромозоми, стават все по-популярни в последните години. Те крият тайната на дълголетието. Те може да са отговорът на въпроса защо някои от нас биологично стареят по-бързо, докато други се радват на жизненост по-дълго. А също и как ефективно да лекуваме и предотвратяваме рак и други заболявания, произтичащи от процеса на стареене.

Стареенето на тялото се дължи на скъсяването на теломерите. Ензимът теломераза е отговорен за възстановяването на липсващия 3'-терминален участък на ДНК. Някои фактори могат да ускорят или забавят скоростта на скъсяване на теломерите, така че трябва да се обърне специално внимание на онези фактори, които могат да забавят този процес. 

Какво е Теломер и теломераза?

Теломерите (на гръцки: telos - край и  meros - част) са нуклеопротеинови комплекси, разположени в краищата на хромозомните рамена. Наличието на теломери предпазва краищата на хромозомите от разграждане и следователно поддържа стабилността на генома .

Действието на теломерите и теломеразата е сравнително ново откритие. През 2009 г. Нобеловата награда за описание на функцията на теломерите в протозоите Tetrhymena thermophila и дрождите беше присъдена на: Елизабет Блекбърн, Карол Грейдър, Джак Шостак. От година на година има все повече научни доклади за връзката между различни фактори и дължината на теломерите и активността на теломераза. Все по-често за дължината на теломерите се посочват различни външни фактори.

Какво е теломериЧастта от хромозомата, разположена в краищата на всеки хроматид е теломер. Основната им задача е да предпазват от загуба на генетична информация по време на процеса на репликация на клетките. Последователността на теломерите се скъсява по време на всяко клетъчно делене. Последствието от това са промени в пространствената структура на теломерите, които предотвратяват образуването на бримки. Този феномен се счита за един от ключовите механизми, определящи броя на клетъчните деления. 

Теломеразата е рибонуклеопротеинов комплекс, чиято роля е да добави липсващия 3'-краен участък на ДНК веригата, което е свързано с предотвратяване на скъсяването на теломерите след всяко клетъчно делене

Теломерите са непрограмируеми последователности ДНК, които се намират в края на хромозомите. Те имат защитна функция и предпазват хромозомите от деградация и необходимостта от ремонт. Теломерите се състоят от повтарящи се ДНК последователности и са отговорни за стабилността на хромозомите по време на клетъчното делене. При всяко клетъчно делене теломерите се скъсяват, което ограничава броя на деленията, които клетката може да извърши. Този процес се нарича теломерна кратност и е свързан с процеса на стареене и развитието на различни болести.

 

Структура и функции на теломерите

Теломерите са непрограмируеми последователности ДНК поради своята специфична структура и функция. Те се състоят от повтарящи се последователности, като най-често се среща повторението на последователността TTAGGG. Тази структура прави теломерите устойчиви на различни ензими и фактори, които биха могли да ги разрушат или модифицират.

Теломерите са необходими за предпазване на хромозомите от нежелано сливане с други хромозоми или от разпадане на хромозомите по време на клетъчното делене. Поради тази защитна функция, теломерите са изложени на постоянно скъсяване при всяко клетъчно делене. Това е свързано със специфичността на репликацията на ДНК, при която последните няколко нуклеотида от теломерите не могат да бъдат репликирани.

Така че, теломерите са непрограмируеми, защото тяхната структура и функция са определени от еволюционни процеси, които са оптимизирали тяхната защитна роля във функционирането на клетката.

При раждането човешките теломери са с дължина от 15 000 до 20 000 базови двойки. Те се съкращават с възрастта: при възрастните дължината им е от 8 до 10 хиляди базови двойки. Дължината на теломерите също варира между индивидите и може да варира в зависимост от вида на клетката или тъканта.

Теломерът се състои от хиляди повторения на къси нуклеотидни последователности, които създават двойноверижна структура. В 3' края на ДНК молекулата, двойноверижният фрагмент на теломера се превръща в едноверижен фрагмент с дължина от 70 до 200 базови двойки.

 

Най-важните функции на теломерите включват:

  • защита на хромозомите срещу разграждане, т.е. унищожаване,
  • позволява на системите за възстановяване да разпознават както нормалните, така и увредените краища на хромозомите,
  • регулиране на транскрипцията на гени, разположени близо до теломерите,
  • предотвратяване на структурни хромозомни мутации, включително транслокации , дублиране и  делеции ,
  • предотвратяване на образуването на дицентрични хромозоми,
  • осигуряване на правилния ход на процеса на рекомбинация,
  • позволяващи пространствената организация на клетъчното ядро.
  •  

Скъсяване на дължината на теломерите

През 1965 г. Леонард Хейфлик показа, че правилно функциониращите човешки клетки имат ограничен брой клетъчни деления – предполага се, че могат да се делят от 40 до 60 пъти. Когато се доближи до граничната стойност, клетките показват признаци на стареене и следователно се подлагат на апоптоза. Максималният брой клетъчни деления, на които може да претърпи една клетка, е т.нар Лимит на Хейфлик. Тази стойност се отнася само за диференцирани клетки. Стволовите клетки и раковите клетки нямат това ограничение.

Конкретният брой клетъчни деления се определя от теломерите, които представляват своеобразен молекулярен биологичен часовник на клетката. След достигане на лимита на Хейфлик, клетките спират да се делят и въпреки че все още са метаболитно активни, навлизат в стадия на стареене.

След всяко клетъчно делене дължината на теломерите намалява. Нуклеотидната последователност се скъсява с фрагмент от 50 до 150 базови двойки.

Скъсяване на дължината на теломерите до приблизително 3000. базови двойки кара теломерите да не могат да поддържат своята характерна бримкова структура и да защитават крайните участъци на хромозомите срещу разграждащите ефекти на ендонуклеазите. Геномът се дестабилизира, което води до активиране на механизмите на апоптоза и съответно до клетъчна смърт.

 

Темата отностно това, дали може външни фактори (като начин на живот, хранене, диета, физическа активност, прием на хранителни добавки) да влиаят на дължината на теломерите е изключително актуална и търпи развитие тепърва. Затова ще актуализираме с нови статии и информация!

Подготвили сме полезни статии свързани с темата за теломерите

  1. Хранителни добавки които влияят на Дължината на теломера
  2. Има ли диета, която удължава теломерите?
  3. Как физическата активност влияе на дължината на теломерите?
  4. Никотинамид мононуклеотид новия хит Антиейджинг добавка

 

Използвани източници:

  1. Telomeres and telomerase PMCID: PMC1693310

  2. Biochemistry, Telomere And Telomerase NBK576429

  3. Telomeres: History, Health and Hallmarks of Aging PMCID: PMC8081271

  4. Telomeres in health and disease PMCID: PMC5406826

  5. Telomeres, lifestyle, cancer, and aging PMCID: PMC3370421

  6. Physical Activity and Nutrition: Two Promising Strategies for Telomere Maintenance? PMCID: PMC6316700
  7. Diet and Aging: The Role of Polyphenol-Rich Diets in Slow Down the Shortening of Telomeres:PMCID: PMC10740764