Подовження теломер за допомогою теломерази

Але зовсім обійтися без теломерази все одно не можна, оскільку в процесі клітинних поділів теломерні ділянки ДНК рано чи пізно можуть закінчитися. Крім того, про що ми скажемо нижче, теломерні ділянки мають і ряд спеціальних функцій, тому їх укорочення допустиме лише до деякої межі.

Тому другий очевидний спосіб розв'язати проблему - в усіх клітинах або тільки в початкових клітинах (зародкових, стовбурових і тому подібне) добудовувати недорепліковані ділянки ДНК. Цим-то і займається теломераза.

Але принцип її дії надзвичайно дотепний (якщо такий термін можна застосувати до біологічного явища). Теломераза подовжує не новий, укорочений, ланцюг, а старий - більший за довжиною (мал. 1.17). (Це відбувається до того, як екзонуклеази вспівають "підрівняти" старий ланцюг під розмір нової.)

До 3'- кінця старого (батьківського) ланцюга теломераза послідовно пристроює декілька десятків або сотень вказаних вище повторів - ГГТТАГ. Можна сказати, теломераза подовжує G-ланцюг тієї або іншої теломери.

Після чого значно подовжений старий ланцюг стає здатним виступати матрицею для утворення ще одного фрагмента Оказаки нового ланцюга (що є, очевидно, G-ланцюгом). Це відбувається практично так само, як описувалось вище.

Спочатку в районі 3 '- кінця старого ланцюга праймаза синтезує РНК-приманку, а потім ДНК-полимераза β послідовно приєднує до приманки дезоксинуклеотиди - комплементарні теломерним повторам старого ланцюга.

Зростання фрагмента відбувається в звичайному напрямі (5´→3') і припиняється після досягнення стику з колишнім 5'- кінцем нового ланцюга. "Зшивання" фрагмента з ланцюгом здійснюється (теж як завжди) ДНК-лігазою. Нарешті, екзонуклеаза видаляє РНК-приманку на новому ланцюзі.

У результаті кінець дволанцюгової ДНК набуває ту ж конфігурацію, що і до дії теломерази (новий ланцюг трохи коротший за старий), але стає довшим на серію теломерних повторів.

Такий основний спосіб відновлення довжини теломер, спостерігається практично у всіх досліджених організмів.




Механізм ALT

Але іноді можуть зустрічатися і так звані альтернативні механізми подовження теломер (ALT - Alternative Lengthening of Telomeres): вони обходяться без теломерази. Мабуть, ALT реалізується у дрозофилы, а також в лініях деяких пухлинних клітин.

Зокрема, один з таких механізмів - рекомбінація між теломерними ділянками різних хромосом (мал. 1.18).

В цьому випадку дві молекули ДНК взаємодіють своїми теломерними кінцями, утворюючи гібридні теломери. У останніх ланцюг від однієї ДНК має бути істотно довшим, ніж ланцюг від другої ДНК.

Тоді довший ланцюг служить матрицею, по якій ДНК-полімеразна система добудовує коротший ланцюг. У одній з двох гібридних теломер зростаючий ланцюг є лідиручим (росте шляхом простого подовження), а в другій теломері - запізнюючим (росте з протилежного кінця у вигляді фрагмента Оказаки).

Після закінчення процесу або відновлюється негібридна структура теломер (як показано на мал. 1.18), або молекули ДНК обмінюються теломерними фрагментами відповідних ланцюгів. Таким чином, в немейотичній клітині відбуваються (хоча і в обмеженій мірі) явища, характерні для мейозу.

Проте в цілому роль подібних альтернативних механиз­мів все ж невелика.


Теломери і теломераза

Теломерна ДНК має певний склад, а для підтримки її довжини, як правило, використовується спеціальний фермент - теломераза.

Розглянемо низку важливих питань, що стосуються теломер і теломерази.


1018680418248288.html
1018791940709461.html
    PR.RU™