Орындады: Топ: Қабылдады
жүктеу/скачать 38,96 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Теломерді ашу және зерттеу
| 2.Теломеразалар:
Теломеразалар – жасушаның әр бөлінуінде қысқарған хромосома ұштарын қалпына келтіруші фермент. Барлық жасушаларда ДНҚ-ның толық репликацияланбаған учаскелері қалпына келуі қажет. Бұл қызметті теломеразалар атқарады.Теломеразалар әрбір теломерлердің G-тізбегін ұзартады. Теломеразалармен 450 нуклеотидтерден тұратын теломеразалық РНҚ байланысқан. Оның ортаңғы қысқа учаскесі 1,5 теломерлік қайталануға комплиментарлы болады. Осы РНҚ –ның сол жағындағы триплет (АУЦ) ДНҚ-ның G-тізбегінің шеткі теломерлік жартықайталанумен байланысу үшін пайдаланылады. Қалған гексонуклеотид (ЦЦААУЦ) G-тізбекті 3′ ұщынан ұзарту үшін матрица ретінде қызмет атқарады. Теломеразалардың қызметі: қысқа , жаңадан синтезделген тізбекті ұзартпай, ескі матрицалық ұзын тізбекті ұзартады.ДНҚ молекуласының толық репликацияланбайтының, яғни теломерлік бөлімдерінің репликацияланбайтының, алғаш рет 1971 жылы А.М.Оловников ашқан. Мұның мәні мынада: ДНҚ полимеразалық жүйе аналық ДНҚ молекуласының жіпшелерінің 3′ ұшын толық репликацияламайды, яғни жаңадан синтезделген ДНҚ тізбектері 5′ ұшы жағынан қысқа болады. Себебі әрбір жаңа ДНҚ тізбегі қысқа «РНҚ – ұйытқыдан » (праймер) басталады. Кейін ол ерекш нуклеазалармен алып тасталынады, бірақ босаған учаске дезоксинуклеотидтермен толтырыла алмайды, Себебі ДНҚ полимеразалар өз бетінше ДНҚ синтезін бастай алмайды, ол тек полинуклеотидті 3′ ұшын ұзартады. Бұл жерде теломерлік учаске жоқ, сондықтан жаңа тізбек матрицадан қысқа болады. ДНҚ молекуласының мұндай ұшын оверхенга немесе үшкір ұшы деп аталады. ДНҚ-ның үшкір ұшы тұрақсыз болады,экзонкулезалар үшкір ұшындағы ұзын нуклеотидтерді бір-бірлеп алып тастап, ДНҚ ұшын тұйытайды. Қалай болғанда да егер теломераза болмаса, оның әрбір бөлінуінен кейін хромосома қысқарып отырады. Нидерланд және британ ғалымдары кейбір адамдардың басқалардан ерте қартаюының себебін түсіндіретін нақты гентикалық материалдарды тапты, олар – теломералар. Ескірген және қысқарған теломерлер ерте қартаюға және қатерлі ісік ауруларына әкелуі мүмкін екенін дәлелдеді. Ғалымдарға теломерлердің ұзындығын реттейтін ТЕRC гені қартаю және онкологиялық ауралар процестерінде негізгі рөл атқаратыны белгілі болды. Соңғы зерттеулер ерте қартаю мен теломерлердің қысқаруына жауапты гендердің нақты варианттарын анықтады.Бұл зерттеулер нәтижесі онкология және жас аурулары табиғатын түсінуде маңызы зор. Адамның стандартты геномынан ерекше 500мыңнан артық генетикалық ауытқулардың кездесетінін талдап, адамдардың ерекше варианттары NERS генінің маңында биологиялық сағаттардың 3-4 жылға алда жүретінін байқады. Ғалымдардың айтуынша қартаюдың екі түрі болатыны-хронологиялық жылдармен және биологиялық жасышалардың жасымен есептелетіні белгілі болды. Ғалымдар хромосома соңындағы қорғаныш «қалпақшалары» теломерлердің құрылымын зерттей отырып бір қорытындығы тоқтады. Ескірген немесе теломерлер ерте қартаюға және қатерлі ісікке әкелуі мүмкін. Теломерлердә тозудан сақтау мүмкіндігі бар теломераза ферментін тапқан америкалық үш ғалым 2009 жылы өз жаңалықтары үшін ығына иеленді. Ғалымдарға теломерлердің ұзындығын реттейтін TERC гені қартаю мен онкологиялық аурудар процестерінде негізгі рөл атқаратыны белгілі болды. Жаңа зерттеулер алғаш рет қартаюға теломерлердің қысқаруына жауапты геннің нақты варианттарын анықтады. Теломеразаның адамның қалыпты жасушасында пайда болуы.Ең күшті әдісті қолдану арқылы, теломеразалардың қай клеткада болатынын жэне кандай қызмет атқаратынын білуге болады. А.М. Оловкиковтің жіктеуі бойынша сау адамдарда теломеразалар жыныс жасушаларында болуы керек деп ойлады. Басқа дене жасушаларында теломеразалар болмайды, тек ісікті жасуша болған кезде ғана болуы мүмкін. Бірінші теломеразалар 1985 жылы, бір жасушалы эукариоттарда табылған. Содаң соң оны ісікті жасушаларда кейіннен әйел жыныс клеткаларында тапқан. ТКАР - апалина арқылы әр түрлі жасушаларда сосын үлпалары теломерлерің табуы болатын болды. Теломеразаның адамның қалыпты жасушасында және ұлпасында таралуы.Бұлшықеттерде, мида, постмитотикалық жасушалар көп орналасқан жерлерде теломеразалар мүлдам кездеспейді. Бұдан қорытынды шығаруға болады, теломеразалар тек көбейе алатын соматикалық жасушалар болды.Теломараза теориясының қартаюы А.М. Оловниковпен байланысты. Жоғары теломеразалы белсенділік адам жыныс жасушаларында өмір бойы байқалады. Сонымен олардың теломерлі көп санда ДНҚ қайталаулардан тұрады және жасушаның нормальрепликациясы үшін керек ақуыздардан тұрады. Жасушалар типі теломерлер, геломеразалы белсенділік жыныс соматикалық ракті туылғанда, жасқа қарай азаяды 4-6, 10-15 жоғары жоқ. Бұл жағдай стволды жасушаларда болады. Мысалы: сүйек миының стволды жасушалары гемопоэздің бастамасы болады. Эпидермистін базальді жасушалардан тері қабаты түзіледі. Жыныс немесе стволды жасушалары қалыптаса бастағанда теломеразалардың белсенділігі және теломерлер қысқара бастайды. Кризистен кейін көптеген жасушалар өледі. Бұл жағдай жасушаларда көп болады. Теломерлер-бұл хромосоманың соңында локализацияланған аймақ. Хромосомада екі теломер бар. Теломерде хромосомалардың дәл репликациясын қамтамасыз ететін арнайы ДНҚ тізбегі бар. Хромосомалардың теломериялық аймақтары тіпті бір организмнің әртүрлі жасушалары мен тіндерінде айтарлықтай гетерогенділікпен сипатталады. Теломер өлшемдеріндегі ерекше айырмашылықтар одан да айқын - шамамен 50 П.О. флагелла жасушаларында 50 т. б. о. тышқандардың бір түрінде. Адамдарда теломерлерде GGGTTA-ның жалғыз қайталануы болады. Адам хромосомаларының теломерлеріндегі ДНҚ ұзындығы әр түрлі болады және ұрық сызығындағы жасушаларда 10-15 Т.о., ал перифериялық қанның лейкоциттерінде - 5-12 т. о. ашытқыда теломердің ұзындығы 300 П. О. жақындап келеді және олар C1-3a/TG1-3 біркелкі емес қайталанулардан тұрады. Жануарларда теломердің мөлшері бойынша таралуында тіндік ерекшеліктің болуы, сондай-ақ онтогенездегі осы тізбектердің мөлшерінің өзгеруі осы процесті реттейтін механизмдердің болуын болжайды. Жасушалардың белсенді көбеюі үшін теломер тізбегі белгілі бір шекті мөлшерден қысқа болмауы керек. Зерттеулер ісік жасушаларына тән теломеразалардың белсенділігінің күрт артуын анықтады, бұл олардың қатерлі дегенерациясының физиологиялық белгісі болып табылады. Сондықтан ісіктерді емдеудің бір тәсілі ретінде теломеразалардың белсенділігін басу қарастырылады, олардың қызметі жасушалардың иммортациялануы және ісіктердің өсуі үшін қажет деп саналады. 3.Теломерді ашу және зерттеу Теломерлер мен теломеразалардың көмегімен хромосомалардың қорғаныс механизмдерін ашқаны үшін 2009 жылы физиология және медицина саласындағы Нобель сыйлығы АҚШ-та жұмыс істейтін австралиялық Элизабет Блэкберн (Элизабет Блэкберн), американдық Кэрол Грейдер (Carol Greider) және оның отандасы Джек Шостакқа берілді.Көптеген заманауи оқулықтарда теломерлер бірнеше рет қайталанатын қысқа нуклеотидтер тізбегінен тұратын сызықтық хромосомалық ДНҚ-ның мамандандырылған соңғы аудандары деп аталады. Бұл анықтама толық емес. Теломерлердің құрамына теломерлі ДНҚ қайталануларымен ерекше байланысқан көптеген ақуыздар кіреді. Осылайша, теломерлер (эукариот хромосомасының барлық басқа аудандары сияқты) дезоксинуклеопротеидтерден (DNP), яғни ақуыздары бар ДНҚ кешендерінен тұрады.Хромосомалардың ұштарында арнайы құрылымдардың болуын 1938 жылы генетика классиктері, Нобель сыйлығының лауреаттары Барбара Мак-Клинток және Герман Меллер жариялады. Бір-біріне тәуелсіз, олар хромосомалардың бөлінуі (рентген сәулесінің әсерінен) және олардың қосымша ұштарының пайда болуы хромосомалардың қайта құрылуына және хромосомалардың тозуына әкелетінін анықтады. Табиғи ұштарына жақын хромосомалардың аудандары ғана сақталған. Соңғы теломерлерден айырылған хромосомалар үлкен жиілікпен біріктіріле бастайды, бұл ауыр генетикалық ауытқуларға әкеледі. Сондықтан олар сызықты хромосомалардың табиғи ұштарын арнайы құрылымдармен қорғады. Г. Меллер оларды теломерлер деп атауды ұсынды (грек. телос-соңы және мерос - бөлігі).Кейінгі жылдары теломерлер хромосомалардың деградациясы мен бірігуінің алдын алып қана қоймай (осылайша хост жасушасының геномының тұтастығын сақтайды), сонымен қатар хромосомалардың ядролық матрица деп аталатын арнайы ядроішілік құрылымға (жасуша ядросының қаңқасының бір түрі) қосылуына жауап беретіні белгілі болды.Теломерлі ДНҚ молекулалық биологтардың назарына жақында, нуклеин қышқылдарындағы нуклеотидтер тізбегін анықтаудың тиімді әдістері жасалған кезде келді. Зерттеудің алғашқы нысандары бір клеткалы протозоа болды (атап айтқанда, цилиарлы цилиаттар), өйткені ядролық және хромосомалық аппараттың құрылымдық ерекшеліктеріне байланысты оларда бірнеше ондаған мың өте кішкентай хромосомалар болады, сондықтан бір жасушада көптеген теломерлер болады (салыстыру үшін: жоғары эукариоттарда бір жасушада жүзден аз теломер бар).Протозоидтардың теломерлі ДНҚ-да бірнеше рет қайталанатын блоктар тек алты-сегіз нуклеотид қалдықтарынан тұрады. Сонымен қатар, ДНҚ-ның бір тізбегі гуанил қышқылының қалдықтарымен байытылған (G-бай тізбек; тетрахменде ол TTGGGG блоктарынан жасалған), ал оған қосымша ДНҚ тізбегі сәйкесінше цитидил қышқылының қалдықтарымен байытылған (c-бай тізбек).Ашытқыда теломерлі ДНҚ-да қайталанатын блоктар протозоидтарға қарағанда едәуір ұзағырақ және жиі тұрақты емес. Адамның теломерлі ДНҚ-сы TTAGGG блоктарынан жасалғандығы белгілі болған кезде ғалымдардың таңқаларлығы қандай болды, яғни ол қарапайымдардан қайталауда бір ғана әріппен ерекшеленеді. Сонымен қатар, барлық сүтқоректілердің, бауырымен жорғалаушылардың, қосмекенділердің, құстар мен балықтардың теломерлік ДНҚ (дәлірек айтқанда, олардың G-бай тізбектері) TTAGGG блоктарынан салынған. Теломерлі ДНҚ репортеры өсімдіктерде бірдей әмбебап: барлық жер үсті өсімдіктерінде ғана емес, тіпті олардың алыс туыстарында - теңіз балдырларында да ол tttaggg тізбегімен ұсынылған. Алайда, мұнда таңқаларлық ештеңе жоқ, өйткені теломерлі ДНҚ-да ешқандай ақуыз кодталмайды (оның құрамында гендер жоқ), ал барлық ағзаларда теломерлер жоғарыда айтылған әмбебап функцияларды орындайды. Рас, жабайы табиғатта жиі кездесетіні сияқты, бұл жалпы ережеден сирек кездесетін, бірақ маңызды ерекшеліктер бар. Олардың ішіндегі ең танымалы-дрозофиланың жеміс шыбынының теломерлі ДНҚ. Ол қысқа қайталанулармен емес, ретротранспозондармен - жылжымалы генетикалық элементтермен ұсынылған.Теломераза-эукариот жасушаларында хромосомалардың ұштарында орналасқан теломерлер учаскелеріндегі ДНҚ тізбегінің 3'ұшына арнайы қайталанатын ДНҚ тізбегін (омыртқалылардағы ТТАГГГ) қосатын фермент. Теломерлерде тығыздалған ДНҚ бар және хромосомаларды тұрақтандырады. Әрбір бөлу жасушалар теломерные учаскелері укорачиваются. Теломерлердің (теломеразалардың) қысқаруын өтейтін механизмнің болуы 1973 жылы А.М. Оловников болжаған.Теломеразды 1984 жылы Кэрол Грейдер ашқан. Теломерлер мен теломеразалардың көмегімен хромосомалардың қорғаныс механизмдерін ашқаны үшін 2009 жылы физиология және медицина саласындағы Нобель сыйлығы АҚШ-та жұмыс істейтін австралиялық Элизабет Блэкберн, американдық Кэрол Грейдер және оның отандасы Джек Шостакқа берілді.Теломераза-бұл кері транскриптаза, оған арнайы РНҚ молекуласы қосылады, ол теломердің ұзаруы кезінде кері транскрипция үшін матрица ретінде қолданылады.Теломеразаның белсенділігі нәтижесінде жасуша хромосомаларының теломеральды бөлімдерінің ұзындығы тұрақты деңгейде артады немесе сақталады, осылайша ақырғы недорепликацияны өтейді және жасушаның шексіз бөлінуіне мүмкіндік береді. жүктеу/скачать 38,96 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|