Не решенная проблема биологии

Теломера и старение ...

1.Таинственная теломера
2. Теломера защищает хромосомы
3. Фермент, строящий теломеры
4. Теломера против старения клетки
Список литературы

Хромосомы содержат наш геном, носителем которого являются молекулы ДНК. Еще в 1930-е годы американский генетик Герман Джозеф Меллер (Лауреат Нобелевской премии в области физиологии или медицины 1946 г.; получил премию «За открытие появления мутаций под влиянием рентгеновского облучения»), а затем и Барбара МакКлинток (Лауреат Нобелевской премии в области физиологии или медицины 1983 г.; получила премию «За открытие транспозирующих генетических систем») заметили, что структуры на концах хромосом, так называемые теломеры, препятствовали тому, чтобы хромосомы сцеплялись между собой. Они предположили, что теломеры могут выполнять защитную роль, но то, как они работают, оставалось загадкой.

В начале своей исследовательской карьеры Э. Блэкберн занималась тем, что картировала последовательности ДНК, изучая хромосомы пресноводной реснитчатой инфузории рода Tetrahymena, некоторые виды которой часто используются как модельные организмы в био­логических и медицинских исследованиях. Ученая обнаружила в хромосоме этой инфузории повторяющиеся последовательности ДНК, которые можно записать в виде CCCCAA. Функция этой последовательности была неясна. В то же самое время другой ученый, Дж. Шостак, сделал наблюдение, согласно которому линейная молекула ДНК, наподобие мини-хромосомы, введенная в клетку дрожжей, быстро деградировала. (рис. 1)
рис.1
3
Оба ученых встретились на одной из конференций в 1980 х, где Э. Блэкберн представляла результаты своей работы. Они заинтересовали Дж. Шостака, и оба исследователя приняли решение выполнить общий эксперимент, в котором бы преодолевались барьеры между такими двумя очень далекими видами организмов, как инфузории и дрожжи. Итак, от ДНК инфузории тетрахимены Э. Блэкберн изолировала вышеупомянутую уже последовательность CCCCAA, а  Дж.  Шостак присоединил эту последовательность к мини-хромосоме, которую поместил в клетку дрожжей (см. рис. 1). Результаты, опубликованные в 1982 г., оказались поразительными, последовательность CCCCAA ДНК теломеры защищала мини-хромосомы от деградации. Поскольку ДНК теломеры от одного организма (инфузории тетрахимены) защищали хромосомы совершенно иного организма (дрожжей), этот опыт продемонстрировал существование ранее неизвестного фундаментального механизма. Позже стало очевидно, что ДНК теломеры с характерной для нее последовательностью имеется у большинства растений и животных, от амебы до человека.
3. Фермент, строящий теломеры
После обнаружения теломер возник вопрос об их природе. Необходимо было установить механизм, при котором они бы строились на концах хромосомы. К. Грейдер, работавшая под руководством уже упомянутой Э. Блэкберн, проводила исследование с целью выяснить, не участвует ли в формировании ДНК теломер какой-то неизвестный до этого времени фермент. В Рождественский день 1984 г. К. Грейдер обнаружила признаки ферментативной активности в клеточном экстракте. Обнаруженный энзим Э. Блэкберн и К. Грейдер назвали теломеразой. После его выделения и очистки ученые установили, что он состоит не только из протеин­а, но и РНК, которая содержит ту же последовательность CCCCAA, что и теломера. Таким образом,
4
РНК служит шаблоном для построения теломеры, в то время как белковый компонент фермента необходим непосредственно для ферментативной деятельности. Теломераза удлиняет ДНК теломеры, обеспечивая платформу, которая в свою очередь позволяе­т ДНК-полимеразам скопировать хромосому по всей длине, без потери генетической информации. Таким образом, хромосома при копировании не укорачивается.
4. Теломера против старения клетки