Acesta a fost mult timp observat că îmbătrânirea celulelor este însoțită de scurtarea telomerelor. În contrast, în celulele cu activitate ridicată telomerazei, telomerilor fiind finalizat, ultima lungime rămâne neschimbată, iar îmbătrânirea nu se produce. De altfel, acest lucru se aplică „pentru totdeauna tineri“ celulele canceroase, în care mecanismul de creștere naturală de limitare nu funcționează. (Si pentru unele boli ereditare sunt caracterizate printr-o telomerazei defecte, ducând la imbatranire prematura.) Premiul pentru activitatea sa în acest domeniu al Premiului Nobel este o recunoaștere a importanței fundamentale a acestor mecanisme într-o celulă vie și a aplicat un potențial inerent în lucrările menționate enorme.
Misteriosul telomerilor
Mai târziu, în anii 1950, când a fost pe larg înțeleasă ca genele copiate, există o altă problemă. In divizarea celulelor de bază și baza duplicat ADN-ul celulei întregi, - în utilizarea enzimelor ADN-polimerazei. Cu toate acestea, pentru una dintre catenele complementare ale unei probleme: chiar la sfârșitul unei molecule nu poate fi copiat (problema este în site-ul „aterizare“ ADN-polimerazei). Prin urmare, cromozomul ar trebui să fie scurtat de fiecare data cand o celula se divide - dar, de fapt, acest lucru nu se întâmplă (în Figura 1).
Și ea și cealaltă problemă a fost rezolvată în cele din urmă, pentru acest an și a prezentat de atribuire.
telomerii ADN protejează cromozomii
La începutul carierei sale Elizabeth Blackburn implicat secvențe ADN de mapare pe un exemplu de flagelară tetrahimeny organism unicelular (Tetrahymena). La capetele de cromozomi, a găsit secvențe repetitive de CCCCAA specii de ADN, care a fost o funcție la momentul complet necunoscute. În același timp, Dzhek Shostak a descoperit că moleculele de ADN lineare (ceva de genul minicromozom) introduse în celule de drojdie, degradat rapid.
Enzima care sintetizeaza telomerii
In anii 1980, un student absolvent Carol Greider a lucrat sub Elizabeth Blackburn; au început să studieze sinteza telomerilor, pentru care a trebuit să se întâlnească la acel moment o enzimă necunoscută. În ajunul Crăciunului 1984 Greider a înregistrat activitatea dorită în extractul celular. Greider și Blackburn a identificat și purificat enzima, numita telomerazei. și a arătat că acesta conține nu numai proteine, ci ARN (în figura 3). Molecula de ARN conține „aceeași“ CCCCAA secvență, utilizată ca un „șablon“ pentru finalizarea telomerii, în timp ce activitatea enzimei (cum ar fi revers transcriptaza) face parte din partea de proteine a enzimei. Telomeraza „ramping“ ADN-ul telomerilor, oferind un „scaun“ pentru ADN polimeraza este suficientă pentru a copia cromozom fara „efecte de margine“ (adică, nici o pierdere de informatii genetice).
Telomeraza intarzie imbatranirea celulara
Oamenii de știință au fost implicați activ în studiul rolului telomeres într-o celulă. Szostak de laborator a constatat ca cultura de drojdie cu o mutatie care duce la o scurtare treptată a telomerii, se dezvoltă foarte încet și în cele din urmă, de fapt, se oprește creșterea. Angajații Blackburn au aratat ca tetrahimene cu o mutatie in ARN telomerazei observate în exact același efect, care poate fi descris prin sintagma „îmbătrânirea prematură.“ (Comparativ cu aceste exemple, telomerazei „normal“ previne scurtarea telomerilor și întârzie debutul bătrâneții.) Mai târziu, grupul nivelator a descoperit că aceleași mecanisme funcționează în celulele umane. Numeroase studii în acest domeniu au contribuit la stabilirea care coordonează în jurul particulelor de proteine ADN telomerilor formând un „capac“ de protecție pentru capetele moleculelor de ADN.
Piese de puzzle: îmbătrânire, cancer și celule stem
Descris descoperirea a avut cel mai puternic răspuns în comunitatea științifică. Mulți oameni de știință au susținut că scurtarea telomerilor este un mecanism universal al imbatranirii celulare este nu numai, ci, de asemenea, vârsta întregului organism. Cu toate acestea, în timp, a devenit clar că teoria telomeric nu este notoriu „mere de tineret“, deoarece procesul de îmbătrânire este de fapt foarte complexă și multe fețe, și nu se limitează numai la „Culturi“ telomerilor. Cercetările intensive în acest domeniu continuă și astăzi.
Cele mai multe dintre celulele divizate nu atât de des, astfel încât cromozomi lor nu sunt expuse riscului de scurtare excesive și, în general, nu necesită mare activitate telomerazei. Un alt lucru - celulele canceroase: ele au capacitatea de a diviza pe termen nelimitat și incontrolabil, ca și în cazul în care nu cunosc probleme cu scurtarea telomerelor. Sa constatat ca, in celulele tumorale activitate foarte mare de telomerazei, care le protejează de astfel de scurtare și oferă un potențial nelimitat pentru creștere și diviziune. În prezent, există o abordare a tratamentului cancerului, care utilizează conceptul de suprimare a activității telomerazei în celulele canceroase, ceea ce ar duce la dispariția punctelor naturale multiplicarii dezordonate. Unele instrumente cu acțiune antitelomeraznym deja testate in studiile clinice.
Un număr de tulburări moștenite caracterizate printr-o reducere a activității telomerazei, - de exemplu, anemia aplastică, în care din cauza ratei reduse de diviziune a celulelor stem in maduva osoasa anemie. Acest grup oferă, de asemenea, o serie de boli ale pielii și a plămânilor.
Descoperirile făcute de Blackburn, Greider și Shostak, a deschis o nouă dimensiune în înțelegerea mecanismelor celulare, și, desigur, sunt de mare folos în practică - cel puțin în tratamentul acestor boli, și poate fi (vreodată) - și în achiziția, dacă nu pentru totdeauna, atunci viata chiar mai mult.
