logo

Пользовательского поиска

Sunday 16th of December 2018

Почему хромосомы никогда не завязывают шнурки, или как клетки отличают концы разорванных хромосом от теломер?

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вглубь живой материи
Автор: Administrator   
09.09.2010 15:53

Главный исследователь Научного института Гулбенкяна  (Instituto Gulbenkian de Ciência), Португалия, Мигель Годинью Феррейра (Miguel Godinho Ferreira) возглавил группу ученых, решивших  пролить свет на парадокс, который озадачивает биологов со времени открытия теломер - защитных концов хромосом: в то время как  концы разорванных хромосом, возникающие в результате повреждения  ДНК (например,  радиацией или сигаретным дымом), быстро соединяются, теломеры никогда не связываются друг с другом, способствуя, тем самым,  правильному разделению генетического материала во всех клетках нашего организма.

 

Ученые опубликовали результаты своего исследования в последнем номере журнала Nature.

Так как в ответ на постоянное деление клеток теломеры укорачиваются, по мере старения организма эта защитная функция постепенно утрачивается. Полная потеря теломер приводит к образованию «липких»  хромосом – концов, связывающихся друг с другом и  вызывающих генетический хаос. Этот процесс рассматривается в качестве самых первых стадий зарождения рака. Понимание того, как концы хромосом защищены от механизмов репарации ДНК и какова реакция  потерявшей защиту клетки, даст более точные представления об онкогенезе, старении и будущих методах лечения.

 

2

 

Главный исследователь Научного института Гулбенкяна Мигель Годинью Феррейра (Miguel Godinho Ferreira)  (Фото: eurekalert.org)

 

 

Клетки реагируют на разрыв или повреждение ДНК остановкой клеточного цикла на время устранения  повреждений. Если бы концы хромосом  распознавались как порванная ДНК, клетки постоянно старались бы чинить теломеры, что привело бы к мутациям в ДНК и смерти клетки. Теломеры – «колпачки» («caps») на концах хромосом, состоящие из белка и ДНК,– предотвращают подобное развитие событий в клетке.

В серии тончайших экспериментов португальские ученые в сотрудничестве с коллегами из Университета Иллинойса (University of Illinois), Чикаго, США,  показали, что решение этой задачи заключается в изменениях в белке, а именно в модификации гистона, расположенного вблизи от теломер. Гистоны находятся на всем протяжении всех хромосом, помогая упаковывать ДНК и играя существенную роль в регуляции активности генов. Используя в качестве модельного организма делящиеся клетки дрожжей, ученые обнаружили, что в одном из расположенных вблизи от теломер гистонов отсутствует химический сигнал, что делает механизм определения повреждения ДНК неспособным остановить клеточный цикл.

«Удивительно, но это, как представляется, является единственным изменением, лежащим в основе способности клетки отличать конец хромосомы (то есть теломеры) от разрыва в ее середине. В самом деле, во всем остальном геноме эти гистоны сохраняют такой химический сигнал, так что когда повреждение ДНК происходит в любой другой области, включается механизм ее репарации, и порванные концы соединяются», - говорит Мигель Годинью Феррейра.

Теломеры можно сравнить с пластиковыми концами шнурков: так же как шнурок начинает укорачиваться, когда потерян пластиковый колпачок, концы хромосом становились бы  короче с каждым делением клетки, если бы не теломеры. Теломеры восстанавливаются ферментом теломеразой. Однако большинство клеток нашего организма не имеет теломеразы с момента нашего рождения. Таким образом, теломеры становятся короче и теряют защиту, посылая организму сигнал остановить деление и начать стареть.  Примерно в 85 процентах случаев рака клетки реактивируют теломеразу, восстанавливая свою способность к делению и размножению.

Хотя в теломерах репарация ДНК должна быть предотвращена, сборка механизма узнавания повреждения ДНК жизненно важна для активации теломеразы и удлинения  теломер. «В эукариотических клетках эволюционно развился очень специфический механизм,  благодаря которому не происходит нарушения активации теломеразы; кроме того,  весь процесс репарации ДНК надежно отделен от концов хромосом», - добавляет Феррейра.  Знание деталей защиты хромосом теломерами  важно для понимания их связи со старением, раком и некоторыми другими заболеваниями, а  также для разработки различных способов воздействия на теломеры, что потенциально может привести к эффективным методам лечения.

Феррейра постоянно подчеркивает важность фундаментальных исследований: «Когда в 80-х годах Лиз Блэкбёрн, Кэрол Грайдер и Джэк Шостак обнаружили теломеразу и теломеры, за что в прошлом году получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине, они искали решение «проблемы репликации концов»  и были далеки от представлений о развивающемся в настоящее время клиническом применении своих открытий. Они просто решали академическую задачу, появившуюся в результате открытия двойной спирали и неспособности ДНК-полимеразы синтезировать концы линейной ДНК. Также и мы испытываем гордость и радость оттого, что вносим вклад в раскрытие этих механизмов, но прекрасно понимаем, что до непосредственного  использования результатов этой работы пройдут многие годы».

 

 

По материалам

Why chromosomes never tie their shoelaces

 

Аннотация к статье:

Carneiro et al. Telomeres avoid end detection by severing the checkpoint signal transduction pathway

 


Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday34
mod_vvisit_counterYesterday1154
mod_vvisit_counterThis week34
mod_vvisit_counterLast week7949
mod_vvisit_counterThis month24132
mod_vvisit_counterLast month31567
mod_vvisit_counterAll days4224729

We have: 30 guests, 3 bots online
Your IP: 52.91.245.237
 , 
Today: Дек 16, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.