VI. Теломеразная активность клеток

Теломераза добавляет особые повторяющиеся последовательности ДНК к 3'-концу цепи ДНК на участках теломер.

Длина теломерных участков хромосом увеличивается или сохраняется на постоянном уровне, компенсируя таким образом концевую недорепликацию и позволяя клетке делиться неограниченно долго.

РНК-компонент экспрессируется на постоянном уровне практически во всех клетках, и для индуцирования теломеразной активности необходима экспрессия белкового компонента, названного поэтому каталитическим компонентом теломеразы.

Искусственно индуцированная экспрессия гена каталитического компонента теломеразы, делает клеточную культуру иммортальной (бессмертной), т.е. способной делиться неограниченно долго, отменяя тем самым для культуры предел Хейфлика.

Теломераза экспрессируется в стволовых, половых и некоторых других типах клеток организма, которым необходимо постоянно делиться для функционирования определённых тканей.

Клетки 85 % раковых опухолей обладают теломеразной активностью.

В подавляющем большинстве соматических клеток человека на стадии раннего эмбриогенеза происходит выключение гена ее каталитической субъединицы (обратной транскриптазы),кодирующего теломеразу.

Тем самым инициируется процесс прогрессивного укорочения теломер, или так называемого "репликативного" старения.

Другие же составляющие теломеразы, включая теломеразную РНК, образуются в этих клетках, хотя и в меньших количествах, чем в их "бессмертных" прародителях, но постоянно (или, как говорят, конститутивно).

Теломеразная активность раковых клеток:

Клетки большинства раковых опухолей характеризуются достаточно высокой активностью теломеразы, которая поддерживает длину теломер на постоянном уровне.

Этот уровень заметно ниже, чем, например, у эмбриональных клеток, но он достаточен, чтобы обеспечить безграничное деление раковых клеток в культуре.

Сравнительно небольшая длина теломер у большинства раковых клеток наводит на мысль о том, что они происходят из нормальных клеток, достигших предкризисного состояния.

Это состояние характеризуется нарушением регуляции многих биохимических реакций. В таких клетках происходят многочисленные хромосомные перестройки, которые в том числе ведут и к злокачественной трансформации.

Большинство этих клеток погибают, но в части из них в результате случайных мутаций может активироваться постоянная экспрессия генов теломеразы, которая будет поддерживать длину теломер на уровне, необходимом и достаточном для их функционирования.

Механизм образования опухолевой клетки

 

VII. Заключение

На сегодняшний день удалось узнать о связи между активностью теломеразы, раковым ростом и старением клеток. Процесс старения не только организма, но и клетки - это исключительно сложный комплекс изменений во множестве биохимических реакций, и его вряд ли можно повернуть вспять, воздействуя только на какую-то одну из них.

Существуют вполне реальные планы активировать теломеразу в клетках кожи, которую пересаживают пациентам с сильными ожогами, и тем самым активировать их рост.

Важное направление в поиске новых средств борьбы со злокачественными заболеваниями, это, разработка методов избирательного подавления теломеразной активности в раковых опухолях.

Изучение тонкой структуры теломер и механизма действия теломераз находится еще только в начальной стадии. Однако они привлекают к себе огромный интерес исследователей, работающих в самых разных областях биологии и медицины, и здесь уже в ближайшее время можно ждать новых интересных открытий.

 

VIII. Список используемой литературы

1) Альбертс Б., Брей Б., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. М.: Мир, 1999. Т. 1-3.

2) Теломера, теломераза, рак и старение // Биохимия. 2003. Т. 62.

3) Егоров Е.Е., Дашинимаев Э.Б., Молдавер М.В., Вишнякова Х.С, Терехов С.М, Чеглоков И.Б., Ярыгин К.Н., Антонова Г.А,, Корочкин Л.И., Зеленин А.В. Иммортализация различных клеток человека с помощью введения гена каталитического компонента теломеразы // Всероссийская конференция «Перспективы фундаментальной геронтологии». Санкт-Петербург, 2006. Тезисы докладов. С. 38-39.

4) Дашинимаев Э.Б., Егоров Е.Е., Сабурина И.Н., Вишнякова Х.С. Иммортализация эмбриональных нейтральных стволовых клеток человека с помощью введения гена каталитического компонента теломеразы // 50-ая научная конференция МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук». Москва-Долгопрудный, 2007. Тезисы докладов. С. 56 -57.

5) Д. Г. Кнорре Биохимия нуклеиновых кислот // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 3. С. 11-16

6) Хейфлик Л. Смертность и бессмертие на клеточном уровне // Биохимия. 1997. Т. 62, № 11. С. 1380-1393.