В 30–40-е годы XX века отечественные учёные ввели понятие, отражающее уровень сохранности организма – биологический возраст . Скорость старения у каждого человека индивидуальна. Определить степень износа его органов и систем помогут , а точнее – их длина. Что это такое? Можно ли остановить биологические часы? Читайте о последних научных изысканиях, связанных с омоложением организма .
Теломеры (от др.-греч. τέλος – конец и μέρος — часть) представляют собой некие наконечники на концах хромосом, состоящие из строго определённой последовательности сложных органических соединений – нуклеотидов. При рождении длина таких наконечников составляет 15 тысяч пар нуклеотидов, к пятилетнему возрасту она сокращается до 12 тысяч, а хронические заболевания могут уменьшить размеры концевых участков хромосом до 5–2 тысяч пар нуклеотидов.
Учёные обнаружили в середине прошлого столетия в клетках ядерных живых организмов (то есть организмов, клетки которых содержат ядро). Поначалу их роль не была понятна. Наконечники не содержат генов, несут довольно-таки мало информации, которая ничего не кодирует и не считывается на информационные рибонуклеиновые кислоты.
Позже стало ясно: их функция – в обеспечении защиты хромосом от разрушения и слипания, а также сохранности наследственного материала (генома) в процессе деления клетки и удвоения ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты).
Последняя представляет собой своеобразный биологический жёсткий диск с записанной на нём генетической программой развития и функционирования живого организма. ДНК позволяет хранить, передавать следующему поколению и реализовывать названную программу.
Объёмы памяти созданного природой «диска» поражают: вместимость грамма одной нити ДНК сопоставима с аналогичным показателем 100 миллиардов DVD – 455 экзабайт. А информацию, записанную на нём, можно прочитать даже по прошествии нескольких тысячелетий.
Механизм удвоения ДНК не позволяет копировать , а потому при каждом делении клетки – а большинство человеческих клеток способно делиться лишь 52 раза (предел Хейфлика) – наконечники хромосом укорачиваются на 50–200 нуклеотидов (согласно Harley C. B., Futcher A. B., Greider C. W.).
Почему клетки стареют ? Рано или поздно наступает момент, когда размер теломер становится настолько мал (3000–5000 пар нуклеотидов или 2 kb), что клетка не может больше удваиваться, наступает её генетически запрограммированная смерть – апоптоз.
Если же клетка категорически не желает гибнуть, её уничтожают клетки иммунной системы. В тех случаях, когда последние по тем или иным причинам не выполняют должным образом свои функции, в организме накапливается большое количество старых клеток.
Об их влиянии на состояние окружающих молодых «коллег» и в целом на организм, осуществляемом, по-видимому, при помощи неких сигнальных молекул, пока можно лишь догадываться. Предполагается, что присутствие нефункционирующих долгожителей может стать причиной воспаления, перерождения молодых клеток в злокачественные. Клеточное старение (сенессенс) и старение организма – два звена одной цепи.
Ещё одно негативное последствие того, что хромосомы утрачивают свои защитные колпачки, состоит в опасности склеивания «оголённых» концов молекул ДНК. Дело в том, что клетка воспринимает сверхкороткие как разрывы хромосом и стремится их починить путём их соединения. Подобное чревато появлением мутаций, приводящих к развитию онкологических заболеваний.
На сегодняшний день известны результаты более 8 тысяч исследований, доказывающих, что длина концевых участков хромосом тесным образом взаимосвязана с биологическим возрастом человека. Чем короче хромосомные наконечники, тем больше изношен организм и тем скорее наступит смерть.
Специалисты Медицинского университета г. Инсбрук (Австрия) с 1995 по 2005 год наблюдали за 787 добровольцами 40–79 лет, не страдавших раком . В начале исследования у каждого из них была определена длина теломер в лейкоцитах капиллярной крови. За 10 лет у 11,7 % испытуемых развилось какое-либо онкологическое заболевание. Средняя длина концевых участков хромосом у заболевших была значительно меньше, чем у здоровых участников. Причём самые короткие наблюдались у пациентов с наиболее тяжёлыми формами рака – желудка, яичников и лёгких. Учёные сделали выводы: у людей с критически короткими хромосомными наконечниками риск возникновения злокачественного новообразования в 3 раза выше, чем у тех, кто может похвастать максимальной длиной теломер, а риск умереть от рака в десятилетний период – в 11 раз выше.
Теломеры могут укорачиваться быстрее или медленнее. Исследования показали, какие факторы влияют на длину хромосомных наконечников.
В общем все исследования последних лет лишь объяснили с точки зрения физиологии человеческого организма то, что и так было давно известно из практики и наблюдений: правильное питание, здоровый сон , физическая активность, оптимизм продлевают жизнь, а вредные привычки, стрессы и болезни, напротив, укорачивают её.
Существуют ли способы обнулить счётчик делений клетки и остановить клеточное старение , а значит, и старение организма ? В настоящее время учёные всего мира бьются над решением этого вопроса. И определённые сдвиги есть. Так, в 2009 году Нобелевский комитет присудил премию исследователям Калифорнийского университета Кэрол Грейдер, Элизабет Блэкберн и Джеку Шостаку за открытие ими в 1984 году фермента, обеспечивающего наращивание . Новое органическое вещество белковой природы получило название теломераза . Частица -аза в конце слова указывает на принадлежность к ферментам.
Одиннадцатью годами ранее, в 1973 году, существование особого вещества, способного удлинять концевые участки хромосом , предположил советский биолог, специалист Института Биохимической физики РАН Алексей Матвеевич Оловников.
Теломераза присоединяется к концу ДНК, спрятанному под теломерой, и использует его в качестве стартовой точки для добавления пар нуклеотидов и наращивания концевых участков хромосомы .
К сожалению, активно функционирующий «молодильный» фермент обнаружен лишь в трёх типах клеток человеческого организма: половых, стволовых и раковых. Остальным типам клеток не повезло: теломеразы в них прекращает своё функционирование уже в эмбриональный период развития, как бы выключается, и клетка даже не подозревает о его существовании.
Однако наука не стоит на месте. Учёные нашли способ заставить работать омолаживающий клетки фермент и даже встроить его ген в любую клетку. Правда, по понятным причинам массовые эксперименты пока проводились лишь на животных. Заслуживают внимания результаты исследования, организованного в 2012 году специалистами Испанского национального центра по исследованию рака. Двум группам мышей – взрослым и старым – вводили вирус, активизирующий теломеразу . Это позволило значительно увеличить продолжительность их жизни: взрослых животных – на 24 %, старых – на 13 %.
Воодушевлённая такими результатами 44-летняя глава фармкомпании из США Элизабет Пэрриш повторила опыт на себе. Ей вкололи ослабленный аденоассоциированный вирус, в который был предварительно встроен ген теломеразы . Уже спустя 6 месяцев женщины удлинились на 9 %, что соответствует омоложению тканей на 20 лет.
Однако радоваться рано: безопасность подобных экспериментов ещё не исследована. Чем они могут аукнуться в дальнейшем для человека и его потомков пока неизвестно. Некоторые специалисты предполагают, что такие опыты на людях могут закончиться увеличением количества онкологических и других смертельно опасных заболеваний. Время покажет. А пока расскажем о безопасных способах удлинить .
Помимо описанного выше способа пробудить теломеразу каждой клетки и заставить её встать на защиту организма человека от клеточного старения , существуют более доступные и менее рискованные пути – с помощью определённых природных веществ. Назовём некоторые из них.
Практически все перечисленные ингредиенты для омоложения организма, кроме, пожалуй, фолиевой кислоты, присутствуют в пчелопродукте, приготовленном из личинок пчелиных самцов – трутневом гомогенате . В домашних условиях сохранить этот продукт на долгое время без потери его омолаживающих свойств нереально. Однако на отечественном фармацевтическом рынке уже существуют , изготовленные на основе трутневого молочка по особой технологии, позволяющей сделать это.
Профессор анатомии из Университета Калифорнии, вице-председатель Американского геронтологического общества Леонард Хейфлик , разработавший теорию старения клеток , утверждал, что максимальная потенциальная продолжительность жизни человека составляет 120 лет. Доживём ли мы до этого возраста, зависит по большей части от нас самих.
Ничего не слышали о теломерах? Ни за что не поверим. Но если действительно нет, то вам, очевидно, пора наверстать упущенное, потому что сегодня это тема номер один в области омоложения. И это не очередной проект, ориентированный на мимические и возрастные морщины, но масштабная кампания по изучению микроскопических элементов в нашем организме, определяющих особенности и скорость .
Предполагается, что теломеры - концевые участки хромосом - можно изменить, чтобы буквально обратить время вспять. В последнее время теломерам уделяют все больше внимания, и это заслуга американского цитогенетика Элизабет Блэкберн (Elizabeth Blackburn), которая в 2009 году вместе с коллегами Кэрол Грейдер (Carol Greider) и Джеком Шостаком (Jack Szostak) получила Нобелевскую премию по медицине «за открытие механизмов защиты хромосом теломерами и фермента теломеразы». Проще говоря, здесь все очень и очень серьезно.
Суть в том, что короткие теломеры связаны с более короткой продолжительностью жизни человека, в то время как обратное верно для длинных теломер. Что еще нужно знать об этих удивительных участках ДНК, защищающих хромосомы от повреждений, The Guardian расспросили у самой Элизабет Блэкберн. А мы резюмировали самое интересное из интервью в этом материале.
«Если подумать о хромосомах, которые содержат генетический материал, как о шнурках, то теломеры - это маленькие защитные наконечники на них. Они состоят из повторяющихся коротких последовательностей ДНК и с возрастом, как правило, изнашиваются. Когда теломеры не могут защитить хромосомы должным образом, клетки начинают работать хуже. Это провоцирует физиологические изменения в организме, которые повышают риски состояний и заболеваний, связанных со старением: , диабета, рака и многих других.
Но в каком-то смысле этот процесс поддается влиянию, потому что он происходит в организме каждого из нас с определенной скоростью, которая может изменяться. Фермент, называемый теломеразой, способен добавлять ДНК к концам хромосом, чтобы замедлить, предотвратить и частично отменить их сокращение».
«У каждого человека есть важный показатель здоровья - количество лет, в течение которых он остается активным и безболезненным. Старению и выходу организма из сферы здоровья в сферу заболеваний способствует как раз укорочение теломер. Но работа над теломерами ведется не с целью увеличения , хотя и все это, конечно, связано, но с целью предотвращения некоторых возрастных болезней».
«Иногда можно увидеть эффект и за несколько недель. Но чаще всего это долгосрочные изменения, которые происходят в течение периода от года до десяти лет».
«Хорошей новостью является то, что вам не нужно ходить в спортзал на три часа в день или раз в неделю. Люди, которые занимаются умеренными упражнениями - примерно три раза в неделю в течение 45 минут - имеют такие же теломеры, как и профессиональные спортсмены. Соединение разных видов активности тоже будет хорошей идеей. Одно исследование показало, что у людей, которые не концентрируются только на одном виде спорта, более длинные теломеры.
В то же время многие исследования, в которых принимали участие люди, страдающие , показывают, что размер их теломер зависит от того, насколько тяжело этот стресс переживается самим человеком. Но забота о теломерах особенно важна для людей, ведущих . Даже 10-15 минут легких упражнений будут полезны для теломер, если вы почти все время сидите».
«Наличие в меню адекватного количества , по-видимому, связано с улучшением состояния теломер, и является самым простым способом поддержания их в норме. Есть некоторые данные о преимуществах , но они, на мой взгляд, не совсем полноценны. Совершенно ясно одно: теломеры человека, который питается правильно, будут длиннее, чем теломеры того, кто потребляет большое количество обработанного мяса, сладких напитков и белого хлеба».
«Существует общая тенденция для более длинных теломер среди и людей с постоянными партнерами. Но мы также изучали женщин, которые раньше состояли в браке, в котором регулярно подвергались домашнему насилию, и их теломеры, конечно, были короче, причем это коррелирует с количеством лет (чем дольше брак, тем короче теломеры). Вероятно, это связано с тем, что женщины находились в стрессовой ситуации в течение длительного периода. Что касается детей, то одно исследование показало, что дети могут помочь здоровью теломер, но оно не было подтверждено независимыми исследованиями, а потому говорить о тенденции пока рано».
Изучение процессов старения организма человека всегда занимало умы ученых. И сегодня многие исследователи пытаются до конца разгадать этот механизм, заключающийся в развитии и постепенном увядании клеток тела человека. Возможно, что ответы на эти вопросы помогут медикам увеличивать продолжительность жизни и улучшать ее качество при различных заболеваниях.
Сейчас существует несколько теорий о старении клетки. В этой статье мы рассмотрим одну из них. Она основана на изучении таких частей хромосом, заключающих в себе около 90 % ДНК клетки, как теломеры.
В каждом ядре клетки находится по 23 пары хромосом, представляющих собой Х-образно закрученные спирали, на концах которых находятся теломеры. Эти звенья хромосомы можно сравнить с наконечниками шнурков для обуви. Они выполняют такие же защитные функции и сохраняют целостность ДНК и генов.
Деление любой клетки всегда сопровождается раздвоением ДНК, т. к. материнская клетка должна передать информацию дочерней. Этот процесс всегда вызывает укорачивание ДНК, но клетка при этом не теряет генетическую информацию, т. к. на концах хромосом расположены теломеры. Именно они во время деления становятся короче, предохраняя клетку от утраты генетической информации.
Клетки делятся многократно и с каждым процессом их размножения теломеры укорачиваются. При наступлении критически маленького размера, который называется «предел Хейфлика», срабатывает запрограммированный механизм смерти клетки – апоптоз. Иногда – при мутациях – в клетке запускается другая реакция - программа, приводящая к бесконечному делению клетки. Впоследствии такие клетки становятся раковыми.
Пока человек молод, клетки его тела активно размножаются, но с уменьшением размеров теломер происходит и старение клетки. Она начинает с трудом выполнять свои функции, и организм начинает стареть. Из этого можно сделать такой вывод: именно длина теломер является самым точным индикатором не хронологического, а биологического возраста организма.
Краткая информация о теломерах:
В 1998 году американские исследователи смогли преодолеть предел Хейфлика. Значение максимального укорочения теломер различно для разных типов клеток и организмов. Предел Хейфлика для большинства клеток человеческого организма составляет 52 деления. Увеличить это значение в процессе экспериментов стало возможным путем активации такого особого фермента, воздействующего на ДНК, как теломераза.
В 2009 году ученые из Стэнфордского университета были удостоены Нобелевской премии за разработку метода стимуляции теломер. Эта методика основана на применении особой молекулы РНК, несущей в себе ген TERT (обратной теломеразной транскриптазы). Она является матрицей для удлинения теломер и распадается после выполнения своей функции. Полученные клетки «омолаживаются» и начинают делиться более интенсивно, чем ранее. При этом их малигнизация, то есть превращение в злокачественные, не наступает.
Благодаря этому открытию стало возможным удлинять концы хромосом более чем на 1000 нуклеотидов (структурных единиц ДНК). Если пересчитать этот показатель на годы жизни человека, то он составит несколько лет. Такой процесс воздействия на теломеры абсолютно безопасен и не вызывает мутаций, приводящих к бесконтрольному делению и малигнизации клеток. Это объясняется тем фактом, что после введения особая молекула РНК быстро распадается и иммунитет не успевает реагировать на нее.
Ученые сделали выводы о том, что теломераза:
Пока научные эксперименты, проводящиеся на основе теории ученых из Стэнфордского университета, выполнялись только на лабораторных мышах. В их итоге специалисты смогли затормозить старение кожи животных.
За это открытие работающая в США австралийка Элизабет Блекберн, американка Кэрол Грейдер и ее соотечественник Джек Шостак были удостоены Нобелевской премии. Ученые из Стэнфорда надеются, что созданная ими методика даст возможность в будущем лечить тяжелые заболевания (в том числе и нейродегенеративные), которые провоцируются укорочением теломер.
Питер Лэндсдорп, научный директор Европейского института биологии возраста рассказывает о роли теломер в процессах старения и образования опухолей:
Все мы знаем свой хронологический возраст - тот , о котором говорит паспорт. Но при этом замечаем, что далеко не все выглядят на свои года - кто-то моложе, а кто-то - старше. Тут уже дело в возрасте биологическом, который уж точно не определить по дате рождения. Он говорит не только о внешней свежести, но и о " молодости" наших органов, жизненно важных систем, клеток. Биологический возраст - это свидетельство нашего рационального (или наоборот ) использования генетической программы. А вот " записана" она в теломерах клетки, о которых нам сегодня предстоит узнать много интересного.
Слово произошло от сочетания др.- греч. τέλος - " конец" и μέρος - " часть" . Теломера - это концевая область ДНК, которую визуально можно сравнить с пластиковым наконечником шнурков. Главные отличительные черты этого участка - выполнение защитной функции и неимение способности к соединению с другими хромосомами либо их фрагментами.
Как мы знаем, ДНК клетки человека насчитывает 23 хромосомы. Концы каждой из них обязательно защищены таковыми " наконечниками" . Теломеры хромосом защищают генетическую программу и ответственны за целостность ДНК.
Теломера - это термин, введенный в 1932 г. Г. Миллером. У человека, как и у подавляющей части организмов-эукариот (состоящих из клеток с ядрами), это специальная линейная хромосомная ДНК, которая состоит из ряда тандемных коротких повторов.
Таким образом, в теломерных участках складывается нуклеопротеидный комплекс - теломерный структурный гетерохроматин. Он образуется ДНК и белками, специфически связывающимися с теломерными ДНК-повторами . Последние являются консервативного рода последовательностями. У нас, как и у всех позвоночных, такой ДНК-повтор - это строго определенная последовательность нуклеотидов TTAGGG. У большей части растительного мира это TTTAGGG. У насекомых - TTAGG.
Исследователи из университета Кардиффа выяснили, что предельная длина теломеры человека, при которой хромосомы соединяются друг с другом, - это 12,8 теломерного повтора.
Революционный подход к эффекту теломер был обозначен не так давно:
Говоря о том, что это - теломеры , выделим их отличительные характеристики:
Как известно, новые клетки получаются путем деления материнской надвое. Соответственно, вместе с ней делятся хромосомы, а также и теломеры. С каждым делением число этих защитных " наконечников" уменьшается. Как только их количество становится настолько малым, что следующее деление становится невозможным, клетка погибает.
Так эффект теломер влияет на биологический возраст человека и любого другого живого существа. С уменьшением количества этих защитных элементов мы стареем, так как в нашем организме все меньше остается клеток, способных делиться, обновлять ткани, из которых состоят все жизненно важные органы.
На основании более чем 8 тыс. исследований можно утверждать следующее:
Но можно ли " удлинить" теломеры?
Установив, что теломера - это одно из действенных свойств управления биологическим возрастом человека, ученые провели ряд экспериментальных исследований. Панацея была найдена в виде теломеразы - удивительного фермента, который имеет свойство достраивать почти израсходованные теломеры. Как только защитный " наконечник" ДНК восстановился, у клетки появляется ресурс для дальнейшего деления, а значит, и для обновления тканей наших органов, что и замедляет старение организма в целом.
Как " удлинить" теломеры? С помощью фермента, синтезирующего нуклеотидную последовательность TTAGGG на концевых областях ДНК (теломеры) - теломеразы . Она обладает рядом достойных свойств:
В 1997 году учеными из университета Колорадо (США) был получен ген чудо-фермента. Уже в 1998 году их коллеги из юго-западного медцентра Техасского университета (Даллас) внедрили ген теломеразы в соматические клетки человека - кожного покрова, сосудистого, зрительного эпителия. Т. е. в те, которые по своей природе не содержат данного фермента.
И что же в итоге? Генетически модифицированная клетка оставалась вполне жизнеспособной, в то время как теломераза выполняла свою работу! Фермент, так же как и в половых и раковых клетках, " пришивал" теломерные нуклеотидные последовательности, отчего деления этой частицы организма никак не влияли на длину теломеры. Пока что таким образом удалось продлить жизнь клетки в 1,5 раза.
За данное открытие в 2009 году ученые Д . Шостак , К. Грейдер, Э . Блэкберн были удостоены Нобелевской премии, отчего в серьезности исследований сомневаться не приходится.
Во многих странах можно пройти анализ на теломеры - тест , который позволяет выявить их длину в ваших клетках. Но что делать, если такой ресурс у вас истекает?
Учеными было выявлено, что мы сами можем удлинить свои теломеры. Притом рядом совершенно несложных решений:
И это не очередной призыв к ЗОЖ, а данные результата исследований ученых Калифорнийского университета (Сан-Франциско). Эксперимент продолжался 5 лет. " Подопытной" была группа мужчин, у которых выявили рак простаты на первой стадии. 10 участников изменили свою жизнь в соответствии с вышеперечисленным, а 25 не предпринимали ничего.
Как итог, у перешедших к здоровой жизни длина теломер увеличилась на 10%. И это средний результат: чем больше человек вносил положительных изменений, тем активнее удлинялась у него цепочка теломер. А вот у другой части наблюдаемой группы ее длина сократилась в среднем на 3%.
Чисто гипотетически теломераза , внедренная в клетки человеческого организма, делает их вечными, а его самого - бессмертным. Но не стоит забывать о том, что это раковый фермент, главная причина злокачественного перерождения материи. Онкологию оттого и трудно победить, что раковые клетки бессмертны. А делает их такими именно теломераза .
Отсюда вопрос: "А не переродятся ли клетки, модифицированные этим ферментом, в раковые?". Природу не под силу обмануть человеку: теоретически мы можем сделать организм бессмертным, но он неминуемо погибнет от онкологических болезней.
Таким образом, воздействие длины теломер на наш биологический возраст признано научным сообществом, хотя теория и вызывает массу споров. А также выявлены и простые правила жизни, которые помогут нам дольше наслаждаться своей молодостью без всяких эликсиров бессмертия.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Функции теломера
1. Некоторые функции можно условно обозначить как механические.
а) Теломеры участвуют в фиксации хромосом к ядерному матриксу. Это важно для правильной ориентации хромосом в ядре, и данное обстоятельство особенно проявляется в мейозе.
На зиготенной стадии профазы мейоза происходят направленные перемещения концов хромосом на поверхности ядерной мембраны -- так, что концы гомологичных хромосом смыкаются и с них начинается спаривание (конъюгация) этих хромосом строго однородными участками.
б) Кроме того, теломеры сцепляют друг с другом концы сестринских хроматид (образующихся в хромосоме после S-фазы). Возможно, это сцепление происходит за счет гибридизации теломер сестринских ДНК.
В то же время структура теломер такова, что допускает расхождение хроматид в анафазе. Однако возможна мутация (на уровне гена теломеразной РНК; см ниже), которая меняет ну-клеотидную последовательность теломер; тогда расхождение хроматид блокируется.
2. Функции второй группы -- стабилизационные.
а) Важнейшая из них нам уже знакома: если в клетке нет теломеразы (или ALT), то наличие теломер предохраняет от недорепликации генетически значимые отделы ДНК.
б) Если же в клетке есть теломеразная активность, то появляется еще одна возможность -- стабилизация концов разорванных хромосом.
Так, при случайном разрыве хромосомы образуются фрагменты, на одном или на обоих концах которых нет теломерных повторов. В отсутствие теломеразы эти фрагменты претерпевают слияния и деградацию, что блокирует клеточный цикл и ведет клетку к гибели.
В присутствии же теломеразы к местам разрыва присоединяется теломерная ДНК. Это стабилизирует хромосомные фрагменты и позволяет им функционировать.
В частности, данный феномен обнаружен у больных а-та-лассемией: в генах а-глобина происходят разрывы хромосомы 16q, и к поврежденному концу добавляются теломерные повторы.
3. Влияние на экспрессию генов.
Еще одно интереснейшее свойство теломер обозначается как фф т положения: активность генов, расположенных рядом с теломерами, снижена (репрессирована). Такой эффект часто обозначается как транскрипционное молчание, или сайленсинг.
При значительном же укорочении теломер эффект положения пропадает и прителомерные гены активируются.
а) Сайленсинг может быть результатом действия белков (таких, как Rapl или TFR1), взаимодействующих с теломерами. Тем более, как уже отмечалось, эти белки снижают доступность теломерной ДНК для целого ряда ферментов.
б) С другой стороны, эффект положения может быть обусловлен близостью к ядерной оболочке. Так, по гипотезе А. М. Оловникова, в этой оболочке могут располагаться Са2"-каналы, и поток ионов Са" влияет на взаимодействие белков с близлежащими генами.
Эффект положения может коснуться и внутренних генов, если какой-нибудь из таких генов становится транспозоном (геном, способным к перемещению в другой участок ДНК) и встраивается в теломерную область. Или если происходит разрыв хромосомы и образование на концах разрыва теломерных повторов: с помощью последних становится, возможно, связывание теломерных белков и прикрепление к ядерной мембране.
4. «Счетная» функция.
Наконец, теломерные отделы ДНК выступают в качестве часового устройства (т. н. репликометра), которое отсчитывает количество делений клетки после исчезновения теломеразной активности. Действительно, как уже отмечалось, каждое деление приводит к укорочению теломеры на 50-65 н. п.
Причем гораздо важней для клетки не то, сколько делений уже прошло, а сколько еще осталось до критического укорочения теломеры. Поэтому можно сказать и так, что теломеры -- устройство, определяющее количество делений, которые способна совершить нормальная клетка в отсутствие теломеразы.
Достигая же критически короткой длины, теломеры теряют возможность выполнять все или многие из вышеперечисленных функций. Нарушается клеточный цикл, и в конечном счете клетка погибает.
Теломеразная активность -- активность теломеразы, фермента, который с помощью особого механизма синтезирует теломерную ДНК, и тем самым влияет на рост клеток. Высокая активность теломеразы свойственна половым и стволовым клеткам. Как только стволовые клетки начинают дифференцироваться, теломеразная активность падает, а их теломеры начинают укорачиваться.
Теломеры (от др.-греч. фЭлпт -- конец и мЭспт -- часть) -- концевые участки хромосом. Теломерные участки хромосом характеризуются отсутствием способности к соединению с другими хромосомами или их фрагментами и выполняют защитную функцию.
Термин «теломера» предложил Г.Мёллер в 1932 г.
У большинства эукариот теломеры состоят из специализированной линейной хромосомной ДНК, состоящей из коротких тандемных повторов. В теломерных участках хромосом ДНК вместе со специфически связывающимися с теломерными ДНК-повторами белками образует нуклеопротеидный комплекс -- конститутивный (структурный) теломерный гетерохроматин. Теломерные повторы -- весьма консервативные последовательности, например, повторы всех позвоночных состоят из шести нуклеотидов TTAGGG, повторы всех насекомых -- TTAGG, повторы большинства растений -- TTTAGGG.
Ученые из университета Кардиффа (Cardiff University) установили, что критическая длина человеческой теломеры, при которой хромосомы начинают соединяться друг с другом, составляет 12,8 теломерных повторов.
В каждом цикле деления теломеры клетки укорачиваются из-за неспособности ДНК-полимеразы синтезировать копию ДНК с самого конца. Она в состоянии лишь добавлять нуклеотиды к уже существующей 3"-гидроксильной группе. По этой причине ДНК-полимераза нуждается в праймере, к которому она могла бы добавить первый нуклеотид. Данный феномен носит название концевой недорепликации и является одним из важнейших факторов биологического старения. Тем не менее, вследствие этого явления теломеры должны укорачиваться весьма медленно - по несколько (3-6) нуклеотидов за клеточный цикл, т.е. за количество делений, соответствующее пределу Хейфлика, они укоротятся всего на 150-300 нуклеотидов. В настоящее время предложена эпигенетическая теория старения, которая предполагает, что эрозия теломер ускоряется в десятки и сотни раз из-за рекомбинаций в их ДНК, вызванных функционированием клеточных систем репарации ДНК. Активность данных систем инициируется повреждением ДНК, обусловленном прежде всего дерепрессирующимися с возрастом мобильными элементами генома, что и предопределяет старение как биологический феномен.
Существует специальный фермент -- теломераза, который при помощи собственной РНК-матрицы достраивает теломерные повторы и удлиняет теломеры. В большинстве дифференцированных клеток теломераза заблокирована, однако активна в стволовых и половых клетках.
За открытие защитных механизмов хромосом от концевой недорепликации с помощью теломер и теломеразы в 2009 году присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине австралийке, работающей в США, Элизабет Блекберн (Elizabeth Blackburn), американке Кэрол Грейдер (Carol Greider) и ее соотечественнику Джеку Шостак (Jack Szostack).
Во многих современных учебниках теломерами называют специализованные концевые районы линейной хромосомной ДНК, состоящие из многократно повторяющихся коротких нуклеотидных последовательностей. Это определение неполное. В состав теломер входят также многие белки, специфически связывающиеся с теломерными ДНК-повторами. Таким образом, теломеры (так же, как и все другие районы хромосомы эукариот) построены из дезоксинуклеопротеидов (ДНП), то есть комплексов ДНК с белками.
Существование специальных структур на концах хромосом было постулировано в 1938 году классиками генетики, лауреатами Нобелевской премии Барбарой Мак-Клинток и Германом Мёллером. Независимо друг от друга они обнаружили, что фрагментация хромосом (под действием рентгеновского облучения) и появление у них дополнительных концов ведут к хромосомным перестройкам и деградации хромосом. В сохранности оставались лишь области хромосом, прилегающие к их естественным концам. Лишенные концевых теломер, хромосомы начинают сливаться с большой частотой, что ведет к тяжелым генетическим аномалиям. Следовательно, заключили они, естественные концы линейных хромосом защищены специальными структурами. Г. Мёллер предложил называть их теломерами (от греч. телос - конец и мерос - часть).
В последующие годы выяснилось, что теломеры не только предотвращают деградацию и слияние хромосом (и тем самым поддерживают целостность генома хозяйской клетки), но и, по-видимому, ответственны за прикрепление хромосом к специальной внутриядерной структуре (своеобразному скелету клеточного ядра), называемой ядерным матриксом (рис. 1). Таким образом, теломеры играют важную роль в создании специфической архитектуры и внутренней упорядоченности клеточного ядра. Более того, мы покажем, что наличие на концах хромосом специальной теломерной ДНК позволяет решить так называемую проблему концевой недорепликации ДНК.
Теломерная ДНК попала в поле зрения молекулярных биологов сравнительно недавно, когда были разработаны эффективные методы определения последовательности нуклеотидов в нуклеиновых кислотах. Первыми объектами исследования были одноклеточные простейшие (ресничная инфузория тетрахимена, в частности), поскольку из-за особенностей строения ядерного и хромосомного аппарата они содержат несколько десятков тысяч очень мелких хромосом и, следовательно, множество теломер в одной клетке (для сравнения: у высших эукариот на клетку приходится менее ста теломер).
Многократно повторяющиеся блоки в теломерной ДНК простейших состоят всего лишь из шести-восьми нуклеотидных остатков. При этом одна цепь ДНК сильно обогащена остатками гуаниловой кислоты (G-богатая цепь; у тетрахимены она построена из блоков TTGGGG), а комплементарная ей цепь ДНК соответственно обогащена остатками цитидиловой кислоты (С-богатая цепь).
У дрожжей повторяющиеся блоки в теломерной ДНК заметно длиннее, чем у простейших, и зачастую не столь регулярные. Каково же было удивление ученых, когда оказалось, что теломерная ДНК человека построена из TTAGGG-блоков, то есть отличается от простейших всего лишь одной буквой в повторе. Более того, из TTAGGG-блоков построены теломерные ДНК (вернее, их G-богатые цепи) всех млекопитающих, рептилий, амфибий, птиц и рыб. Столь же универсален теломерный ДНК-повтор у растений: не только у всех наземных растений, но даже у их весьма отдаленных родственников - морских водорослей он представлен последовательностью TTTAGGG. Впрочем, удивляться здесь особенно нечему, так как в теломерной ДНК не закодировано никаких белков (она не содержит генов), а у всех организмов теломеры выполняют универсальные функции, речь о которых шла выше. Правда, как это часто бывает в живой природе, из этого общего правила есть редкие, но важные исключения. Наиболее известное из них - теломерная ДНК плодовой мухи дрозофилы. Она представлена не короткими повторами, а ретротранспозонами - подвижными генетическими элементами (подробнее о подвижных генетических элементах и роли ретротранспозонов в образовании теломер см. в статьях В.М. Глазера "Гомологичная генетическая рекомбинация" и "Генетическая рекомбинация без гомологии: процессы, ведущие к перестройкам в геноме" и В.А. Гвоздева "Подвижная ДНК эукариот. Ч. 1-2" в "Соросовском Образовательном Журнале" (1998. № 7, 8).
Очень важная характеристика теломерных ДНК - их длина. У человека она колеблется от 2 до 20 тыс. пар оснований (т.п.о.), а у некоторых видов мышей может достигать сотен т.п.о.
Было замечено, что у многих видов двуспиральная теломерная ДНК на самом конце содержит однотяжевой "хвост". Этот однотяжевой район теломерной ДНК представлен ее G-богатой цепью и заканчивается свободной 3"-гидроксильной группой. Соответственно белки теломер принято подразделять на две группы: белки, которые связаны с однотяжевой теломерной ДНК, и белки, связанные с двутяжевой ДНК теломеры. Эти белки изучаются весьма интенсивно, но знаем мы о них еще мало. Нет сомнений в том, что теломерные белки участвуют во всех функциях теломер, поддерживая их структуру и регулируя длину теломерной ДНК (как мы увидим ниже, длина теломер - чрезвычайно важный параметр). Установлено, что некоторые из белков, ассоциированных с двуспиральной теломерной ДНК, регулируют активность определенных генов, повышая или подавляя их экспрессию. В качестве примера можно привести дрожжевой белок Rap1p. Этот ДНК-связывающий белок, несомненно, принимает участие в регуляции длины теломерной ДНК. В то же время, даже будучи в составе теломеры, он участвует в активации и репрессии транскрипции. Это означает, что изменения или нарушения в структуре теломер могут затрагивать не только их собственные функции, но и экспрессию жизненно важных генов, находящихся в других районах хромосом. Кроме того, важные для поддержания общей структуры хромосом белки располагаются на ДНК, непосредственно примыкающей к теломерной (иногда ее называют субтеломерной ДНК).
Теломеры и проблема "концевой недорепликации ДНК"
теломер хромосома теломераза старение
Известно, что ДНК-полимеразы, синтезируя дочернюю цепь ДНК, прочитывают родительскую цепь в направлении от ее 3"-конца к 5"-концу. Соответственно дочерняя цепь синтезируется в направлении 5" 3". В противоположном направлении синтез цепи ДНК фермент катализировать не может (рис. 2). Кроме того, ДНК-полимераза начинает синтез только со специального РНК-праймера - короткой РНК-затравки, комплементарной ДНК. После окончания синтеза ДНК РНК-праймеры удаляются, а пропуски в одной из дочерних цепей ДНК заполняются ДНК-полимеразой. Однако на 3"-конце ДНК такой пропуск заполнен быть не может, и поэтому 3"-концевые участки ДНК остаются однотяжевыми, а их 5"-концевые участки - недореплицированными. Отсюда ясно, что каждый раунд репликации хромосом будет приводить к их укорочению. Понятно, что прежде всего должна сокращаться длина теломерной ДНК.
Первым на проблему "концевой недорепликации ДНК" обратил внимание А.М. Оловников в 1971 году. Он высказал гипотезу о том, что потеря концевых последовательностей ДНК вследствие их недорепликации ведет к старению клетки. Иными словами, предполагалось, что процесс укорочения теломер и есть тот часовой механизм, который определяет репликативный потенциал "смертной" клетки, и когда длина теломер становится угрожающе короткой, этот механизм предотвращает дальнейшее деление клетки. А.М. Оловников предположил также, что в нестареющих клетках (а к ним кроме раковых относятся зародышевые, стволовые и другие генеративные клетки) должна существовать специализированная ферментативная система, которая контролирует и поддерживает длину теломерной ДНК.
Гипотеза А.М. Оловникова нашла убедительное подтверждение в последующие годы. Во-первых, было установлено, что теломеры нормальных (то есть обреченных на старение) клеток действительно укорачиваются на 50-60 нуклеотидных звеньев при каждом клеточном делении. Во-вторых, в 1984 году Э. Блэкберн и Э. Грайдер выделили фермент, который с помощью механизма, отличного от механизма реакций, лежащих в основе репликации ДНК, синтезирует теломерную ДНК. Этот фермент был назван теломеразой.
Как работает теломераза
Итак, основное назначение теломеразы - синтезировать тандемно повторяющиеся сегменты ДНК, из которых состоит G-цепь теломерной ДНК. Таким образом, она относится к классу ДНК-полимераз, причем оказалось, что теломераза - это РНК-зависимая ДНК-полимераза или обратная транскриптаза. Ферменты этого класса, синтезирующие ДНК на РНК-матрицах, очень хорошо известны молекулярным биологам. Они закодированы и содержатся в ретровирусах (например, в вирусе иммунодефицита человека, вызывающем заболевание СПИДом) и служат для синтеза ДНК-копий их геномов, который в ретровирусе представлен РНК. В клеточном геноме обратные транскриптазы закодированы в ретротранспозонах.
РНК, используемая теломеразой для синтеза теломерной ДНК в качестве матрицы, входит в состав этого фермента. В этом уникальность теломеразы: на сегодня это единственная известная РНК-содержащая обратная транскриптаза. Теломеразные РНК у разных организмов сильно различаются по длине и структуре. Теломеразы простейших содержат РНК длиной в 150-200 нуклеотидных остатков (н.о.), длина теломеразной РНК человека - 450 н.о., в то время как теломераза дрожжей содержит аномально длинную РНК (около 1300 н.о.). Как и любая другая РНК клетки, теломеразная РНК обладает специфической вторичной и третичной структурой. Вторичная структура изолированной теломеразной РНК достоверно установлена только для теломераз простейших. Пространственная структура теломеразной РНК в составе ферментативного комплекса пока еще неизвестна.
Матричный участок представлен в теломеразной РНК только один раз. Его длина не превышает длину двух повторов в теломерной ДНК, которые он кодирует и которым он, разумеется, комплементарен.
Так как теломераза синтезирует сегменты ДНК, повторяющиеся много раз, используя только один сегмент своей РНК, она должна обладать способностью периодически (после завершения синтеза каждого повтора) перемещать (транслоцировать) матричный участок в район 3"-конца синтезируемой теломерной ДНК. Источником энергии для такого перемещения, по-видимому, служит сама реакция синтеза цепи теломерной ДНК, поскольку дезоксинуклеозидтрифосфаты - субстраты этой реакции - высокоэнергетические вещества.
а первой стадии теломераза находит 3"-конец теломерной ДНК, с которым часть матричного участка теломеразной РНК образует комплементарный комплекс. При этом теломераза использует 3"-конец хромосомной ДНК в качестве праймера. Далее наступает очередь РНК-зависимой ДНК-полимеразной активности теломеразы. Она обеспечивается специальной субъединицей теломеразы, которая по устройству своего каталитического центра во многом сходна с обратными транскриптазами ретровирусов и ретротранспозонов. Когда синтез ДНК-повтора заканчивается, происходит транслокация, то есть перемещение матрицы и белковых субъединиц фермента на заново синтезированный конец теломерной ДНК, и весь цикл повторяется вновь.
Знакомство даже с весьма схематичным описанием механизма теломеразной реакции приводит к заключению, что двумя компонентами - обратной транскриптазой и теломеразной РНК - для ее осуществления обойтись нельзя. Нет сомнений в том, что в его составе должны быть субъединица, отвечающая за поиск и связывание 3"-конца хромосомы (и выполняющая таким образом своеобразную якорную функцию); субъединица, ответственная за транслокацию; субъединицы, связывающие продукт реакции (однотяжевую ДНК). В составе теломеразы обычно обнаруживается и белковая субъединица с нуклеазной активностью, которая, по-видимому, отщепляет от 3"-конца теломерной ДНК один за другим несколько нуклеотидов до тех пор, пока на этом конце не окажется последовательность, комплементарная нужному участку матричного сегмента теломеразной РНК. Эти субъединицы теломеразы, выполняющие разнообразные функции в ходе синтеза G-цепи теломерной ДНК, изображены на рис. 4, на котором приведена гипотетическая структура теломеразы дрожжей. Нужно еще раз подчеркнуть, что полный белковый состав фермента не известен до сих пор ни в одном случае. Поэтому в табл. 1 приведены характеристики только хорошо изученных белковых субъединиц нескольких теломераз.
Широкое распространение теломераз среди эукариот говорит о том, что механизм синтеза теломерной ДНК, который мы наблюдаем у современных организмов, возник очень давно. Более того, эволюционно-генетический сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей генов каталитических субъединиц теломераз и других обратных транскриптаз показывает, что этот механизм мог существовать еще до появления первых эукариотических клеток.
С-цепь теломерной ДНК синтезируется с помощью обычной ДНК-полимеразы. Поэтому 3"-концевой участок G-цепи, на котором, по-видимому, первоначально была РНК-затравка, в конечном итоге остается в однотяжевом состоянии (то есть в принципе он готов к тому, чтобы теломераза нарастила на нем новый повтор).
Теломераза, рак и старение
Рассмотрим данные о длине теломерной ДНК и активности теломеразы в различных клетках человека, приведенные в табл. 2.
Высокая теломеразная активность наблюдается в половых клетках человека в течение всей его жизни. Соответственно их теломеры состоят из наибольшего числа ДНК-повторов и содержат все необходимые белки для нормальной пролиферации клеток. Аналогичная ситуация наблюдается и для стволовых клеток. Напомним, что стволовые клетки делятся неограниченно долго. Однако у стволовой клетки всегда есть возможность дать две дочерние клетки, одна из которых останется стволовой ("бессмертной"), а другая вступит в процесс дифференцировки. Благодаря этому стволовые клетки служат постоянным источником разнообразных клеток организма. Например, стволовые клетки костного мозга дают начало гемопоэзу - процессу образования клеток крови, а из базальных клеток эпидермиса происходят разнообразные клетки кожного покрова. Как только потомки половых или стволовых клеток начинают дифференцироваться, активность теломеразы падает и их теломеры начинают укорачиваться. В клетках, дифференцировка которых завершена, активность теломеразы падает до нуля, и, как мы уже отмечали, с каждым клеточным делением они с неизбежностью приближаются к состоянию сенесенса (перестают делиться). Вслед за этим наступает кризис, и большинство клеток погибают. Эта картина характерна для подавляющего большинства известных культур клеток эукариот. Однако и здесь есть редкие, но важные исключения: теломеразная активность обнаруживается в таких "смертных" клетках, как макрофаги и лейкоциты.
Недавно было установлено, что нормальные соматические клетки потому лишены теломеразной активности, что в них полностью подавлена экспрессия гена ее каталитической субъединицы (обратной транскриптазы). 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). Открытие этого важного факта Дж. Шеем, В. Райтом и их сотрудниками и стало основой для той сенсационной работы по преодолению "лимита Хейфлика". Действительно, все остальное было уже делом техники (хотя и очень непростой).
В нормальные соматические клетки были внесены гены теломеразной обратной транскриптазы с помощью специальных векторов, сконструированных из вирусных ДНК. Уровень экспрессии гена в эукариотической клетке зависит от многих факторов, в том числе от белков - факторов транскрипции, связывающихся со специализированными участками ДНК, расположенными в хромосоме по соседству с этим геном. Геномы вирусов, которым нужно быстро размножиться в клетке-хозяине, несут в себе участки ДНК, способные во много раз усилить экспрессию того или иного гена. Исследователи позаботились о том, чтобы в их конструкциях ген теломеразной обратной транскриптазы человека оказался в окружении именно таких участков вирусной ДНК. Результаты их экспериментов можно суммировать кратко: клетки, в которых теломераза поддерживала длину теломер на уровне, характерном для молодых клеток, продолжали делиться и тогда, когда контрольные клетки (без теломеразы) дряхлели и умирали.
В этой и аналогичной ей работах особенно тщательно контролируется отсутствие в культуре клеток раковых клеток. Известно, что клетки большинства исследованных на сегодня 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. Существует гипотеза, у которой немало сторонников, предполагающая, что потеря теломеразной активности соматическими клетками современных организмов есть благоприобретенное в процессе эволюции свойство, уберегающее их от злокачественного перерождения.
Сравнительно небольшая длина теломер у большинства раковых клеток наводит на мысль о том, что они происходят из нормальных клеток, достигших предкризисного состояния. Как мы уже отмечали, это состояние характеризуется нарушением регуляции многих биохимических реакций. В таких клетках происходят многочисленные хромосомные перестройки, которые в том числе ведут и к злокачественной трансформации (более подробно о происхождении злокачественных опухолей см. в статье Г.И. Абелева "Что такое опухоль": Соросовский Образовательный Журнал. 1997. № 10). 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.
Некоторое время вызывал недоумение тот факт, что примерно пятая часть проанализированных раковых опухолей и клеток вообще не содержала активной теломеразы. Оказалось, однако, что длина теломер в них поддерживается на должном уровне. Таким образом, в этих клетках действует другой (не теломеразный, а скорее рекомбинационный) механизм образования теломерной ДНК (см. статью В.М. Глазера "Гомологичная генетическая рекомбинация": Соросовский Образовательный Журнал. 1998. № 7). Иными словами, такие клетки находятся в том же ряду исключений из правила, что и дрозофила.
Заключение
Какие же практические выводы следуют из того, что на сегодняшний день удалось узнать о связи между активностью теломеразы, раковым ростом и старением клеток. Казалось бы, они лежат на поверхности: не хочешь стареть - активируй теломеразу; хочешь убить раковую опухоль - убей в ней сначала теломеразу.
Легковесность первого вывода (а именно его подхватили средства массовой информации) очевидна: между культурой клеток и клеточной тканью, а тем более организмом дистанция огромного размера. Еще не пришло время всерьез обсуждать проблему получения трансгенных органов человека для пересадки их больным людям (хотя теоретически это, конечно, возможно). А главное, 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. В то же время существуют вполне реальные планы активировать теломеразу в клетках кожи, которую пересаживают пациентам с сильными ожогами, и тем самым активировать их рост. Или попытаться тем же путем "омолодить" клетки сетчатки глаза, взяв их у пациента, страдающего помутнением сетчатки (а это широко распространенное заболевание у пожилых людей, ведущее к слепоте), и затем вернуть назад.
Что же касается разработки методов избирательного подавления теломеразной активности в раковых опухолях, то сейчас это важное направление в поиске новых средств борьбы со злокачественными заболеваниями. Пока большинство работ связано с испытанием ингибиторов обратных транскриптаз (каталитических субъединиц теломераз). Опыт борьбы со СПИДом, где пытаются решить аналогичную задачу, говорит о том, что определенные надежды найти такое лекарство есть. Главная трудность заключается в том, что каталитическая субъединица теломеразы - это одна из ДНК-полимераз и искомый ингибитор должен быть направлен именно на теломеразную ДНК-синтезирующую активность. В противном случае он будет токсичен для нормальных клеток.
Более перспективными кажутся недавно появившиеся работы, в которых описано избирательное подавление теломеразной РНК, вызывающее гибель раковых клеток в культуре. В нормальных клетках, как это мы отмечали выше, теломеразная РНК синтезируется, но эти клетки лишены теломеразной активности и, скорее всего, теломеразная РНК им не нужна.
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.
Литература
1. Альбертс Б., Брей Б., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. М.: Мир, 1994. Т. 1-3.
2. Теломера, теломераза, рак и старение // Биохимия. 1997. Т. 62, № 11.
Размещено на Allbest.ru
Строение теломер - концевых участков хромосом, характеризующихся отсутствием способности к соединению с другими хромосомами или их фрагментами и выполняющим защитную функцию. Гипотеза концевой недорепликации ДНК А. Оловникова. Механизм действия теломераз.
презентация , добавлен 04.11.2014
Изучение строения теломер; их основная функция: участие в фиксации хромосом к ядерному матриксу. Описание принципа маргинотомии в матричном синтезе полинуклеотидов. Концевая недорепликация ДНК. Анализ теломеразной активности соматических и раковых клеток.
презентация , добавлен 14.05.2015
Химический состав и уровни организации хроматина. Варианты гистонов и их действие на хроматин. Понятие и примеры кариотипов. Эволюция хромосом млекопитающих. Теломерные районы хромосом и схема работы теломеразы. Y-хромосома и карта Х-хромосомы человека.
контрольная работа , добавлен 14.02.2016
Cвязь между активностью теломеразы, раковым ростом и старением клеток. Проблема получения трансгенных органов человека для пересадки их больным людям. Работы по избирательному подавлению теломеразной РНК, вызывающему гибель раковых клеток в культуре.
лекция , добавлен 21.07.2009
Понятие и функциональные особенности теломер как районов хромосомы, локализованных на ее конце. История их открытия и исследования, современные достижения в данной области. Теломеразная активность и определение основных факторов, влияющих на нее.
презентация , добавлен 25.03.2016
Значение теломеразы как матрицы для обратной транскрипции во время удлинения теломер. Участие теломерного механизма в старении многоклеточных организмов. Открытие лимита (предела) Хейфлика в 1961 году как границы количества делений соматических клеток.
презентация , добавлен 16.10.2013
Старение от "поперечных сшивок". Нарушение регуляторной функции мозга. Аутоиммунное старение. Научно-философские концепции, объясняющие смысл смерти. Воссоединение с жизнью и с разумом окружающей нас природы.
реферат , добавлен 02.05.2003
Этапы развития генетики, ее связь с другими науками. Вклад отечественных учёных в ее развитие. Строение ядра и хромосом. Свойство хромосом и понятие о кариотипе. Особенности кариотипов разных видов с/х животных. Митоз, его биологическое значение.
шпаргалка , добавлен 08.05.2009
Информация о строении белков. Матричный принцип. Генетическая роль нуклеиновых кислот. Центральная догма молекулярной биологии. Репликция, репарация и полуконсервативность. Недорепликация концов линейных молекул, теломераза. Технология амплификации ДНК.
презентация , добавлен 14.04.2014
Понятие и функции в организме хромосомы как комплекса ДНК с белками (гистоновыми и негистоновыми). История разработки и содержание хромосомной теории наследственности. Типы хромосом в клетке в зависимости от фазы клеточного цикла, уровни организации.
