biotechnologia


 
 
UWAGA. Artykuł jest poniżej.

Drodzy Czytelnicy e-biotechnologia.pl. Mamy do Was ogromną prośbę!



Portal ten tworzony jest przez lubelskich naukowców i od ponad 10 lat staramy się, aby w Wasze ręce trafiały treści, które pomagają Wam w zdobywaniu wiedzy.
Dzisiaj My prosimy Was o pomoc i przysługę!
Ci sami naukowcy, którzy tworzą e-biotechnologia.pl tworzą również projekt NEXBIO.
NEXBIO rozwija technologie analizy DNA, które mają szansę obniżyć użycie pestycydów w rolnictwie. Ponadto budujemy mobilne laboratorium genetyczne, które umożliwi wykrywanie chorób roślin już na polu. Więcej o nas tutaj: Onet Rano, INN:Poland, Chivas Venture NEXBIO.

NEXBIO reprezentuje Polskę w niezwykle prestiżowym konkursie THE VENTURE rywalizując w gronie 30 innowacyjnych pomysłów z całego świata. Mamy szansę wygrać, ale nie odbędzie się to bez Waszej pomocy. Prosimy Was o głosy w konkursie. To dla nas wielka szansa! Dla nas to fundusze na rozwój projektu jakim jest mobilne laboratorium genetyczne. Jeśli nas wesprzecie, bardzo prawdopodobne jest, że za kilka lat, również będziecie z niego korzystać.

Jak można na nas zagłosować (to zajmie tylko kilka sekund!):


1. Należy wejść na stronę organizatora konkursu: Konkurs The Venture
2. Kliknąć w przycisk Zaloguj się przez Facebook aby oddać głos
3. I następnie koniecznie kliknąć w przycisk Potwierdź swój głos

Bardzo Wam dziękujemy!
ZESPÓŁ E-BIOTECHNOLOGIA.PL
 

Telomery i telomeraza

Autor: Anna Kurcek

Telomerami (z gr. telos – koniec i meros - część) nazywa się niekodujące - heterochromatynowe domeny zlokalizowane na obu końcach każdego chromosomu. Po raz pierwszy zastały one odkryte w 1938 roku przez Hansa Mullera.

Telomery zbudowane są z tandemowo powtórzonych sekwencji nukleotydowych, połączonych z szeregiem wyspecjalizowanych białek warunkujących ich stabilność i odpowiedni kształt. Dzięki obecności kompleksu ochronnego telomer tworzy wewnętrzne wiązania i formuje dwie pętle: D-loop i T- loop. Struktura ta chroni go przed zniszczeniem oraz niekontrolowanym łączeniem się wolnych końców łańcuchów DNA.

Białka ochronne łączą się bezpośrednio z telomerowym DNA:
• TRF1 i TRF 2 – (ang. telomeric repeat binding factor) - wiążą dwuniciowe łańcuchy;
• POT1 – (ang. protection of telomeres) – wiążą jednoniciowe fragmenty telomeru i odgrywają kluczową rolę przy tworzeniu się pętli D-loop;
lub stabilizują strukturę kompleksu:
• Białka Rap1 – (ang. repressore activator protein);
• TPP1 (znane tez jako TINT1/PIP1/PTOP 1);
• TIN2 (ang. TRF1 interacting nuclear factor).


Rys. 1. Budowa telomeru

Zakończenia chromosomów charakteryzują się wysoką konserwatywnością. U człowieka tworzą je heksanukleotydowe odcinki bogate w cytozynę (koniec 5’) lub guaninę (koniec 3’).

Różnice w sekwencji tych fragmentów zwiększają się w kierunku do środka chromosomu. Tzw. obszar subtelomerowy, może zawierać zarówno sekwencje kodujące, jak i niekodujące. Razem z telomerem tworzy on tzw. końcowy fragment restrykcyjny (ang. TRF. terminal restriction fragment), za którym zlokalizowane są pierwsze geny subtelomerowe. Ich aktywność jest maskowana przez długie telomery i uaktywniana wraz z wiekiem.

Długość telomerów nie jest wielkością stałą. To cecha zależna zarówno dla gatunku, osobnika, jak i organu, a nawet pojedynczego chromosomu. Jej określenie stało się możliwe dzięki rozwojowi biologii molekularnej.

Najpopularniejszą techniką jest Southern blot lub inaczej TRF (ang. telomere restriction fragment analysis), w której średnią długość telomerów określa się na podstawie powstałych na żelu prążków. Wymaga ona jednak dużych ilości DNA i dlatego nie nadaje się do przeprowadzania analiz na pojedynczych komórkach lub poszczególnych chromosomach.

Metoda oparta na real-time PCR pozwala przebadać małe ilości DNA. Za jej pomocą można określić stosunek ilości DNA telomerowego do genów referencyjnych (ang. housekeeping genes) i dlatego wykorzystuje się ją jedynie do porównywania wyników wewnątrz jednego gatunku.

Do analizy pojedynczych telomerów wykorzystuje się połączenie obu tych technik, tzn. z pomocą Southern blottingu rozdziela się zamplifikowane produkty PCR. Metoda ta może być jednak stosowana jedynie dla analizy chromosomów, których DNA subtelomerowe zostało dobrze poznane.

Dzięki technikom hybrydyzacyjnym można także uwidocznić telomery w pojedynczych komórkach. W tym celu stosuje się Q-FISH – (ang. quantitative fluorescence in situ hybridization), Flow –FISH (ang. flow fluorescence in situ hybridization) i cytomertię przepływową.

Tab. 1. Długość i sekwencja telomerów u różnych gatunków


Struktura telomerów zabezpiecza końce chromosomów przed degradacją i ewentualnymi uszkodzeniami powstającymi podczas replikacji. Pozbawione ich chromosomy mogą łączyć się ze sobą w niekontrolowany sposób. Telomery gwarantują zatem stabilność materiału genetycznego, umożliwiają całkowitą replikację chromosomów oraz warunkują ich prawidłowe ustawienie się parami homologicznymi podczas podziałów.

Komórki mogą się dzielić jedynie określoną ilość razy – jest to tzw. limit Hayflicka. Po tym okresie zachodzą zmiany w ich morfologii i ekspresji genów. Proces starzenia się może być powodowany przez wiele czynników. Jednym z nich jest skracanie się telomerów będące wynikiem tzw. problemu replikacji końca. Podczas replikacji polimeraza może poruszać się tylko w jednym kierunku i dlatego nie może kopiować miejsca przyłączenia się terminalnego primera. Usunięcie startera RNA z nici opóźnionej powoduje zatem powstawanie cząsteczki potomnej z niekompletnym końcem 5’. Skrócone telomery tracą zdolność do wiązania niezbędnych białek i tworzenia pętli T (T-loop). W ten sposób powstają wolne końce, które stanowią sygnał do rozpoczęcia apoptozy.


Rys. 2. Problem replikacji końca

Niektóre komórki posiadają enzym zdolny do rekonstrukcji telomerów. Są to ulegające intensywnym podziałom limfocyty, keratynocyty skóry, komórki płciowe i nowotworowe. Wysoką aktywność telomeraza zachowuje również w pluripotencjalnych komórkach macierzystych. Są one niezbędne do utrzymania homeostazy tkankowej, gdyż dają początek nowym komórkom i dzięki temu uzupełniają powstające za życia szkody i ubytki.

Telomeraza jest dużym, złożonym enzymem rybonukleoproteinowym, tj. zbudowanym z RNA i białek. Składa się on z katalitycznej podjednostki o aktywności odwrotnej transkryptazy TERT (ang. telomerase reverse transcriptase), matrycy RNA – TERC (ang. telomerase RNA component) oraz stabilizującego strukturę białka – dyskeryny. Całość wiąże się do końca 3’ nici bogatej w guaninę i dobudowuje do niej terminalny odcinek.

Telomeraza jest wyjątkowo aktywna podczas rozwoju embrionalnego. Jej ekspresja w komórkach somatycznych obniża się jednak w parę tygodni po narodzinach. Z jej mutacjami związane są takie choroby jak: wrodzona dyskeratoza, anemia plastyczna, idiopatyczne włóknienie płuc. Schorzenia te są wynikiem występowania zbyt krótkich i dysfunkcyjnych telomerów.

Możliwa jest również niezależna od telomerazy elongacja telomerów. Proces ten nazywa się alternatywnym wydłużaniem telomerów (ang. alternative lengthening of telomeres - ALT) i zachodzi u ssaków oraz drożdży. Komórki nie posiadające aktywnej telomerazy mogą zatem wydłużać swoje telomery dzięki mechanizmowi rekombinacji.


Literatura:
• Luis E. Donate and Maria A. Blasco “Telomeres in cancer and ageing”, Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2011 January 12; 366(1561): 76–84;
• Roderick J. O’Sullivan and Jan Karlseder “Telomeres: protecting chromosomes against genome instability”, Nat Rev Mol Cell Biol. 2010 March; 11(3): 171–181;
• Hisko Oeseburg, Rudolf A. de Boer, Wiek H. van Gilst, and Pim van der Harst “Telomere biology in healthy aging and disease”, Pflugers Arch. 2010 January; 459(2): 259–268;
• Huawei Xin, Dan Liu, Zhou Songyang “The telosome/shelterin complex and its functions”, Genome Biol. 2008; 9(9): 232;
• Lubert Stryer “Biochemia”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2003.


Komentarze

Widok Uszereguj
Tylko zarejestrowani mogą dodawać komentarze. Zarejestruj się/Zaloguj

Podręcznik biotechnologii

Kto jest online

164 gości oraz 0 użytkowników online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 

Patronat

Wydarzenie: V edycja akcji „Od laika do przyrodnika” 24 lutego -16 czerwca 2017 r., Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Konferencja: IV Lubelska Konferencja Młodych Naukowców, 26-27 Maja 2017, Lublin

Konferencja: VI Międzynarodowa Konferencja Biofizyków, 19-21 Maja 2017, Kraków

Konkurs na projekt badawczy Naukowej Fundacji Polpharmy, 1 marca- 31 maja 2017, Warszawa

Konferencja: VI Międzyuczelniane Sympozjum Biotechnologiczne SYMBIOZA, 26-28 Maja 2017, Warszawa

Konferencja: Chemia dla Urody i Zdrowia
8-10 czerwca 2017, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu

Wydarzenie: Metagenomy różnych środowisk, 29-30 czerwca 2017, Lublin

Wydarzenie: EUROBIOTECH 6th Central European Congress of Life Science
11 - 14 Września 2017, Kraków

Facebook

Gadżety

Sklep e-biotechnologia.pl
Tematyczne kubki, koszulki, bluzy etc.


Zapraszamy do sklepu

Na skróty

Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego Narodowe Centrum Nauki Narodowe Centrum Badań i Rozwoju Ośrodek Przetwarzania Informacji PAP - Nauka w Polsce Forum Akademickie Fundacja na rzecz Nauki Polskiej Wirtualna Biblioteka Nauki Scopus NCBI PubMed Nature Science Cell

 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły. VitaInSilica Portal popularnonaukowy

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2016 e-biotechnologia.pl
stat4u