Переключатель для теломеразы
Найден основной молекулярный переключатель, обеспечивающий защиту теломер ферментом теломеразой
LifeSciencesToday по материалам University of Illinois at Chicago:
UIC Study Identifies a Key Molecular Switch for Telomere Extension by Telomerase
Комплементарное связывание выступающего конца ДНК с матричным участком теломеразной РНК
Теломераза наращивает ДНК, используя в качестве затравки её 3'-ОН конец,
а в качестве матрицы – РНК, входящую в состав фермента.
Эта стадия называется элонгацией. После этого происходит транслокация,
т.е. перемещение ДНК, удлинённой на один повтор, относительно фермента.
Ученые Колледжа медицины Университета штата Иллинойс (University of Illinois), Чикаго, впервые описали ключевую мишень ферментов, ответственных за обнаружение повреждений ДНК. Для стабильной защиты концов хромосом ферментом теломеразой, играющим центральную роль в развитии рака и в процессе старения, эта мишень должна быть химически модифицирована. Результаты исследования (Moser et al., Tel1ATM and Rad3ATR kinases promote Ccq1-Est1 interaction to maintain telomeres in fission yeast) опубликованы он-лайн в журнале Nature Structural and Molecular Biology.
Теломеры – конечные участки хромосом, состоящие из специализированных ДНК-белковых структур, защищающие хромосомы и обеспечивающие их правильное удвоение в активно делящихся клетках.
Теломераза добавляет ДНК-повторы к хвостовому концу теломеры. Она несет свою собственную РНК. Человеческая теломераза состоит из 2-х молекул теломеразной обратной транскриптазы (TERT), 2-х молекул теломеразной РНК (TERC) и 2-х молекул дискерина (dyskerin). Две субъединицы фермента кодируются двумя различными генами. TERT – это обратная транскриптаза, то есть фермент, создающий одноцепочечную ДНК на основе шаблонной одноцепочечной РНК. Приведенная ниже схема соответствует структуре одной каталитической субъединицы теломеразы.
Когда теломеры становятся слишком короткими, хромосомные концы распознаются как поврежденные. Контрольные белки, ответственные за проверку целостности ДНК, получают команду остановить деление клетки, а белки репарации ДНК – соединить или перестроить концы хромосом. Нарушение функции теломер связывается учеными с образованием опухолей и преждевременным старением.
Исследовательская группа во главе с Тору Накамура (Toru Nakamura), адъюнкт-профессором кафедры биохимии и молекулярной генетики, сосредоточила свое внимание на том, какой вклад в регуляцию активности теломеразы вносят два фермента-киназы – ATM и ATR.
«Наше исследование показало, что ATM и ATR помогают включать теломерный комплекс, химически модифицируя специфический белок-мишень, связанный с теломерной ДНК, который затем привлекает теломеразу так же, как раскрывшиеся цветы привлекают пчел своими яркими красками», – комментирует результаты исследования Накамура.
Исследование проводилось на клетках почкующихся дрожжей – модельном организме, который для поддержания длины теломер использует очень похожие на человеческие белковые комплексы. Предыдущие открытия на дрожжевых клетках дали ученым важнейшую информацию, которая помогла определить несколько ключевых факторов, необходимых для защиты теломер в клетках человека.
По мнению Накамура, подобный ATM/ATR-зависимый молекулярный переключатель, регулирующий защиту теломер, может существовать и в клетках человека. Тем не менее, некоторые детали это механизма могут отличаться.
Так как нарушение механизмов регуляции защиты теломер является ключевым фактором образования опухолей, понимание того, как клеточные компоненты взаимодействуют в процессе создания функциональных теломер, очень важно для поиска путей предотвращения рака.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
28.11.2011