Telomeras är ett polymerasenzym som finns i celler och som bygger upp DNA-sekvenserna i telomerer – en speciell skyddande struktur i kromosomernas ändar. Telomeras är aktivt under embryonalutvecklingen fram till den embryonala differentieringen, i manliga könsceller, i aktiverade lymfocyter (en typ av vita blodkroppar) samt i vissa stamceller. Enzymet är dessutom aktivt i cirka 90 % av alla cancers celler. I framtiden skulle möjligheten att reglera telomerasaktivitet kunna användas för att bromsa åldrandet och för att behandla åldersrelaterade sjukdomar och cancer.
Telomerer kan liknas vid plasthöljen i ändarna på skosnören. Precis som dessa håller hålen intakta skyddar telomererna kromosomerna från att ”fransas upp” och slitas sönder. De förhindrar även att kromosomer fogas samman ände mot ände samt att de rekombinerar. Fransning, sammanfogning och rekombinering kan alla leda till att celler dör i förtid.
Mänskliga telomerer är ungefär 10 000 nukleotider (de kemiska byggstenarna i DNA) långa. Varje gång en cell delar sig blir telomererna i kromosomändarna något kortare. Unga människor har långa telomerer, men med stigande ålder blir de successivt kortare. När telomererna blivit tillräckligt korta kan cellen inte längre dela sig och dör så småningom.
Detta är en viktig skyddsmekanism: ju fler gånger en cell replikeras, desto större blir risken för fel i cellens DNA – fel som i slutänden kan orsaka sjukdom. Kortare telomerer fungerar alltså som en inbyggd räknare som begränsar antalet celldelningar.
Telomeras bygger de långa, upprepade TTAGGG-sekvenserna som utgör telomeren i kromosomens ände. År 1985 identifierade Greider och Blackburn det första telomerasenzymet, en upptäckt som publicerades i tidskriften Cell.
Enzymet består av två huvuddelar: en RNA-komponent och en del med revers transkriptasaktivitet. Telomerasaktiviteten regleras på flera nivåer, bland annat genom transkription (syntes av budbärar-RNA från en DNA-mall), splejsning av mRNA samt modning och modifiering av hTERT (ett katalytiskt protein med revers transkriptasaktivitet) och hTERC (telomerasens funktionella RNA-komponent).
I laboratoriemiljö kan humant telomeras aktiveras genom samtidig uttryck (koexpression) av hTERT och hTERC. I kroppen är dock bildningen av fullt fungerande telomeras och dess efterföljande aktivitet sannolikt en flerstegsprocess som involverar många andra komponenter och proteiner.
Utan telomeras som bygger telomerer för att skydda kromosomernas ändar skulle vi inte kunna reproducera oss. Det skulle också bli svårare för kroppen att bekämpa sjukdomar, eftersom våra celler skulle sakna signalen för när de ska sluta dela sig. Risken skulle då öka för att celler börjar replikera felaktigt DNA som kan göra oss sjuka.
Celler skulle dessutom kunna feltolka sitt DNA som skadat och aktivera DNA-svarproteiner – mekanismer som i slutänden leder till att cellen bryts ner – även när detta inte behövs. Telomeras har alltså en avgörande roll både i reproduktion, immunförsvar och i cellens interna kvalitetskontroll.
Både godartade och elakartade (cancer) tumörer uppvisar telomerasaktivitet. Telomeras var aktivt i cirka 90 % av de 2 600 humana tumörprover som hittills undersökts. Aktiviteten anses vara kopplad till tumörcellernas ”odödlighet”.
När tumörceller delas håller telomeras telomererna på kromosomerna från att bli kortare. Det innebär att tumörcellerna kan fortsätta dela sig i princip oändligt, i stället för att som normala celler nå en gräns och dö. Detta är en av anledningarna till att cancer är så svårbehandlad.
För närvarande studerar forskare hur telomeras fungerar i friska celler jämfört med i cancerceller. Vissa forskare tror att en mer komplett förståelse för enzymets verkningsmekanismer skulle kunna användas till att bromsa åldringsprocessen, behandla sjukdomar med för tidigt åldrande samt utveckla nya cancerbehandlingar.
Möjligheten att styra telomerasaktivitet – antingen genom att aktivera den för att skydda friska celler eller hämma den för att stoppa tumörtillväxt – betraktas som en av de mest lovande framtidens riktningarna inom molekylärmedicinsk forskning.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online