İçeriğe atla

Telomer

Telomer, ökaryotik doğrusal kromozomların uçlarında bulunan, herhangi bir gen kodlamayan, özelleşmiş heterokromatin yapılarıdır.

Kromozomun uç kısmında yer alan Telomer yapıları

Telomerlerin varlığı, kromozomların uçlarının rastgele çift zincir DNA kırılmalarından koruyarak istenmeyen kromozom uçlarının birleşmesinden ya da kromozomu nükleolitik parçalanmadan korur. Kromozomların bu fiziksel korunmasının dışında, ökaryotik telomerleri, kromatin organizasyonu, kromozomların replikasyonu ve hücre çoğalması gibi önemli hücresel görevleri vardır.[1]

Memeli telomerleri, canlı türüne, hücre türüne ve genetik geçmişe bağlı olarak 1–50 kb telomerik DNA'ya sahip olabilir. İnsan telomerleri, üreme hücrelerinde 10–15 kb’dır, fakat bazı somatik hücrelerde ve genellikle kanser hücrelerinde daha kısadır.[2] Bu uç diziler çok iyi korunmuşlardır.

İnsan telomerleri, kromozomun uç bölgesinde bulunan ve çift iplikli arka arkaya tekrarlanan 3’ TTAGGG hekzanükleotid dizisinden oluşurlar.[3] Bu hekzanükleotid dizileri, kement şeklinde ilmik oluşturan (T-loop) 100–200 nükleotitlik G-zengini (G-kuyruğu) sarkan 3’ tek iplikli TTAGGG dizisiyle sonlanırlar.[4]

Yapıları

İnsan telomerinin kristalik yapısını gösteren bir çizim.

Telomerlerin kendine özgü olan T-loop düzeni, telomerin kendi üzerine kıvrılmasıyla oluşur. Tek iplikli sarkan (overhanging) Guanin zengini tek iplik (G-kuruğu) çift iplikli telomerin “içine” girer. Bu yapı da telomer ipliklerinden birinin yerine geçerek ikinci bir ilmek olan d-loop’u oluşturur. Bu t-loop ve d-loop yapıları, telomeri diğer kromozomlarla uç uca birleşmelerden ve telomerleri kromozom kırıkları olarak algılayıp telomer tamirini başlatan hücre döngüsü kontrol noktalarından korur.[5]

Özellikle Telomerik DNA’da bulunan proteinler, ikili telomer bağlanma proteinleri olan TRF1 ve TRF2’dir. TRF1, TRF2 ve ilişkili oldukları proteinler, kompleksin oluşmasından ve T-loop oluşumundan başlıca sorumlu proteinlerdir. TRF1, intratelomerik kıvrımlarda önemlidir ve telomer uzunluğunu düzenler. TRF1’in fazla üretilmesi telomerlerin kısalmasına, inhibisyonu ise telomerin uzamasına sebep olur. TRF2 telomer uzunluğu boyunca bağlanır fakat T-loop yakınında fazla bulunur ve bu da T-loop oluşumu ve stabilizasyonu için önemlidir. Bu iki proteinin işbirliği, iki elin bir düğüm atmasına benzer, ilk el (TRF1) ilmeği (loop) oluşturur ve ikinci el (TRF2) ipliği sıkar ve korur.[5]

Hücre yaşlanması ve Telomerler

Telomerler her hücre döngüsünde ortalama 50–150 baz çifti azalır.[6] Bu telomer kısalması sonuçta, hücre bölünme sayısını kısıtlar. Son zamanlarda yapılan gözlemler, telomerlerin düzenlenmesinin birçok ökaryotik hücrenin hücre döngüsünde önemli bir etken olduğunu ortaya koymuştur.[7] Telomerik birleşmeler, mitoz sırasında kırılan disentrik kromozomların oluşmasına sebep olarak kromozom köprülerinin, kırıklarının ve birleşmelerin oluşmasını sağlarlar. Sonuçta hayatta kalan hücrelerin genomlarında değişiklikler olur. Fonksiyonel olmayan kromozom uçları ve genomdaki dengesizlik ayrıca telomer uzunluğunda değişiklik olmasına sebep olur. Bu da, hücre yaşlanması kontrolünde hızlanmaya ya da gecikmeye sebep olur. Bu yüzden fonksiyonel olmayan telomerler, genetik bilginin kaybolmasına, yeniden düzenlenmesine ya da dengesinin kaybolmasına sebep olur. Bu genomik değişiklikler de sonuçta hem kansere hem de fenotipin yaşlanmasına sebep olur.[2]

Hücre bölünmesinin devamlılığını sağlamak için üreme hücrelerinde, klonal gelişme gösteren lenfositlerde ve ölümsüz kanser hücrelerinde telomerlerin korunması gerekmektedir. Telomer uzunluğunun korunmasını sağlayan en bilinen yöntem, telomerlerin de novo olarak üretilmesi ve telomeri kapaması için telomerazın verilmesidir.

Ayrıca bakınız

Dış bağlantılar

Kaynakça

  1. ^ Wong JM, Collins K: Telomere maintenance and disease. Lancet 2003, 362(9388):983-988. PMID 14511933
  2. ^ a b Rodier F, Kim SH, Nijjar T, Yaswen P, Campisi J: Cancer and aging: the importance of telomeres in genome maintenance. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 2005, 37(5):977-990 PMID 15743672
  3. ^ Biroccio A, Leonetti C: Telomerase as a new target for the treatment of hormone-refractory prostate cancer. Endocrine-Related Cancer 2004, 11(3):407-421. PMID 15369445
  4. ^ Bayne S, Liu JP: Hormones and growth factors regulate telomerase activity in ageing and cancer. Molecular and Cellular Endocrinology 2005, 240(1-2):11-22. PMID 16005142
  5. ^ a b Granger MP, Wright WE, Shay JW: Telomerase in cancer and aging. Critical reviews in oncology/hematology 2002, 41(1):29-40. PMID 11796230
  6. ^ Reddel RR: Alternative lengthening of telomeres, telomerase, and cancer. Cancer letters 2003, 194(2):155-162. PMID 12757973
  7. ^ Masutomi K, Hahn WC: Telomerase and tumorigenesis. Cancer Letters, 2003, 194 (2): 163-172 PMID 12757974

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">DNA</span> Canlıların genetik bilgilerini barındıran molekül

Deoksiriboz nükleik asit veya kısaca DNA, tüm organizmaların ve bazı virüslerin canlılık işlevleri ve biyolojik gelişmeleri için gerekli olan genetik talimatları taşıyan bir nükleik asittir. DNA'nın başlıca rolü bilgiyi uzun süre saklamasıdır. Protein ve RNA gibi hücrenin diğer bileşenlerinin inşası için gerekli olan bilgileri içermesinden dolayı DNA; bir kalıp, şablon veya reçeteye benzetilir. Bu genetik bilgileri içeren DNA parçaları gen olarak adlandırılır. Bazı DNA dizilerinin yapısal işlevleri vardır, diğerleri ise bu genetik bilginin ne şekilde kullanılacağının düzenlenmesine yararlar.

<span class="mw-page-title-main">DNA replikasyonu</span> Biyolojik süreç

DNA replikasyonu veya DNA ikileşmesi, tüm organizmalarda meydana gelen ve DNA kopyalayarak kalıtımın temelini oluşturan biyolojik bir süreçtir. Süreç, bir adet çift iplikli DNA molekülüyle başlar ve iki özdeş DNA'nın oluşumuyla son bulur. Orijinal çift iplikli DNA'nın her ipliği, tamamlayıcı ipliğin üretiminde kalıp görevi görür. Hücresel proofreading ve hata kontrol mekanizmaları replikasyonun neredeyse hatasız gerçekleşmesini sağlar.

<span class="mw-page-title-main">Telomeraz</span>

Telomeraz telomerleri sentezleyen ve koruyan bir ters transkriptaz enzim.

p53

p53 ya da diğer adıyla tümör protein 53 (TP53), Genom Gardiyanı, tümör önleyici p53, hücre döngüsünü düzenleyen bir transkripsiyon faktörüdür. Birçok organizmada kanseri baskılamak için çok önemli bir proteindir. Çok hücreli omurgalılarda kanser oluşumunu önlediği ve tümör baskılayıcı fonskiyon gösterdiği için kritiktir. TP53, genomda mutasyon olmasını önleyerek genom stabilitesini korur. Mutasyonu önleyerek genomun bozulmasını veya değişmesini önlediği için de "genom gardiyanı" olarak da anılır. p53, hücre içerisinde dörtlü (tetramer) bağ yapmış halde işlevseldir.

<span class="mw-page-title-main">Transkripsiyon (genetik)</span> bir DNA parçasının RNAya kopyalanması süreci

Transkripsiyon, yazılma veya yazılım, DNA'yı oluşturan nükleotit dizisinin RNA polimeraz enzimi tarafından bir RNA dizisi olarak kopyalanması sürecidir. Başka bir deyişle, DNA'dan RNA'ya genetik bilginin aktarımıdır. Protein kodlayan DNA durumunda, transkripsiyon, DNA'da bulunan genetik bilginin bir protein veya peptit dizisine çevirisinin ilk aşamasıdır. RNA'ya yazılan bir DNA parçasına "transkripsiyon birimi" denir. Transkripsiyonda hata kontrol mekanizmaları vardır, ama bunlar DNA çoğalmasındakinden daha az sayıda ve etkindirler; dolayısıyla transkripsiyon DNA çoğalması kadar aslına sadık değildir.

<span class="mw-page-title-main">Ökaryotlarda DNA replikasyonu</span>

Ökaryotlarda DNA ikileşmesi, oldukça karmaşık bir işlem olup, DNA sentezindeki bazı faktörlerin nasıl işlediği hala tam olarak çözümlenememiştir.

Moleküler biyolojide bir baz çifti, birbirine ters doğrultuda iki DNA veya RNA zinciri üzerinde bulunan, biribirine hidrojen bağları ile bağlanmış iki nükleobazdır. Standart Watson-Crick baz eşleşmesinde, adenin (A), timin (T) ile, guanin de sitozin ile bir baz çifti oluşturur. RNA içinde olan baz çiftlerinde timin'in yerini urasil (U) alır. Watson-Crick tipi olmayan ve alternatif hidrojen bağlarıyla meydana gelmiş baz çiftleri de oluşabilir, özellikle RNA'da; bunlara Hoogsteen baz çiftlerinde de rastlanır.

DNA metilasyonu DNA'nın bir kimyasal değişimdir, kalıtsal olup sonradan ilk dizi geri gelecek şekilde çıkartılabilir. Bu özelliği nedeniyle epigenetik koda aittir ve en iyi karakterize edilmiş epigenetik mekanizmadır. Metilasyon tüm virüslerde görülen, öz ile öz-başka ayrımına yarayan bir yetenek olduğu için epigenetik kodun, kadim viral enfeksiyon olaylarından kalma bir mekanizma olabileceği öne sürülmüştür.

<span class="mw-page-title-main">DNA polimeraz</span>

DNA polimeraz, DNA replikasyonunu sağlayan bir enzimdir. Bu enzimler bir DNA ipliğini kalıp olarak kullanır, onu okuyup, onun boyunca deoksiribonükleotitlerin polimerizasyonunu katalizler. Yeni polimerleşmiş molekül kalıp ipliği tamamlayıcıdır ve kalıp ipliğin eski eşi ile aynı yapıya sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Nükleoit</span> Prokaryotik bir hücre içinde genetik materyal içeren bölge

Nükleoit veya nükleoid, prokaryotların genetik materyalinin bulunduğu, düzenli bir biçime sahip olmayan, hücre içi bölgeleridir.

Moleküler biyolojide anlam, DNA ve RNA gibi nükleik asit moleküllerinde bulunan bilginin yönünün (polaritesinin) başka nükleik asitlerle karşılaştırılmasında kullanılan bir kavramdır. Hangi bağlamda kullanıldığına bağlı olarak "anlam" terimi farklı manalara gelebilir. Bir manasıyla "anlam", bir nükleik asidin protein kodlama özelliğidir. Bir diğer manasıyla "anlam", tek iplikli RNA virüslerinde, viriondan çıkan genomik RNA'nın doğrudan protein kodlayabilme özelliğidir. "Antianlamlı" nükleik asitlerden söz edilince, anlamlı bir mRNA'nın ifadesini engelleyen, komplemanter dizili bir nükleik asit kastedilir.

<span class="mw-page-title-main">Ters transkriptaz</span> RNA şablonundan DNA üreten bir enzim

Biyokimyada bir ters transkriptaz veya RNA'ya bağımlı DNA polimeraz, tek iplikli bir RNA molekülü okuyup tek iplikli DNA üreten bir DNA polimeraz enzimidir. Bu enzim, ayrıca, RNA tek iplikli cDNA şeklinde okunduktan sonra çift iplikli DNA oluşmasında da görev alır. Normal transkripsiyon DNA'dan RNA sentezidir; dolayısıyla ters transkripsiyon bu sürecin tersidir.

<span class="mw-page-title-main">G-dörtlüsü</span>

G-dörtlüsü. Nükleik asit dizilileri guanin bakımından zengindir ve dört bazlı birimlerden meydana gelmiş istiflenme kümeleri ile kromozom uçlarını stabilize ederek, dört guanin baz yassı bir tabaka oluşutururlar. Bunlar birbirleri üzerine yığılarak karalı bir G-dörtlüsü (G-quadruplex) yapısı oluştururlar. Bu yapıların stabilizasyonu için her dört bazlı birimlerin ortasında bulunan bir metal iyon ve bazların kenarları arasındaki hidrojen bağların kelasyonu ile gerçekleşir. Aynı zaman da G-dörtlüsü, tek bir iplikçiğin birkaç kere katlanması ile de oluşabilir.

<span class="mw-page-title-main">Homolog rekombinasyon</span>

Homolog rekombinasyon, benzer veya aynı dizilere sahip DNA iplikleri arasında nükleotit dizilerinin birbiriyle yer değiştirdiği bir genetik rekombinasyon tipidir. Bu süreç sırasında DNA birkaç kere kesilir, sonra da birleştirilir. Homolog rekombinasyon, DNA'daki çift iplikli kırıkların hatasız tamirinde kullanılmanın yanı sıra, mayoz sırasında krosover yoluyla yeni DNA dizi bileşimlerinin (kombinezonlarının) oluşumunu da sağlar. DNA'daki yeni bileşimler genetik varyasyonlar oluşturur. Genetik varyasyonlar yeni, bir olasılıkla yararlı olabilecek alel kombinasyonlarıdır, bunların üreyen canlı topluluklarda oluşmaları, bu değişiklikleri taşıyan bireylerin değişen çevresel şartlara evrimsel adaptasyon göstermelerini sağlar.

Bir minisatelit, DNA içinde tekrar eden 10-60 bazlık bir dizidir. Bunlar insan genomunda binden çok konumda bulunur. Bazı minisatelitlerde DNA ipliklerinden biri pürin öbürü pirimidin ağırlıklı olur, bazıları ise “GGGCAGGANG” bazlarından oluşan bir merkez dizi içerirler. Bu dizinin kromozomlar arasında dizi takasına yol açtığı öne sürülmüştür. Başka bir görüşe göre ise, minisatelitlerde kopya sayısı varyasyonunun nedeni, yakınında bir çift iplik DNA kırılma noktasının bulunmasıdır. DNA ikileşmesi sırasındaki sorunlar, örneğin DNA ipliklerinden birinin öbürüne göre kayması sonucu hatalar olmakta ve minisatelitin tekrarlayan dizi sayısında bir değişiklik meydana gelmektedir. En çok değişkenlik gösteren lokus CEB1 (D2S90)'dir.

Telomer bağlanıcı proteinler kromozomların telomer bölgelerine bağlanan proteinlerdir. Telomer uçlarına bağlanan bu proteinler hücrenin DNA uçlarını kopuk olarak algılamasına engel olur, böylece hücre bölünmesi inhibe olmaz ve hücre intihar etmez. Bu proteinler çift iplikli ve tek iplikli DNA'ya bağlanıcı olmak üzere iki grup oluştururlar.

Hücre yaşlanması, tüm dokuların ve organların, sonuç olarak tüm bedenin yaşlanmasını getirir. Canlılar, doğumdan sonraki her gün bir gün daha yaşlanır. Yaşlanma, fizyolojik organizasyonun giderek azalması ve organların çalışmalarındaki aksamalarla başlayan ve somatik ölüme dek giden bir süreçtir. Yaşlanmayla birlikte çok sayıda hastalık tablosunun oluşmasına yol açan risk faktörleri yoğunlaşır; sonuçta kanserler, diabet, kalp ve damar hastalıkları gibi ölüme neden olabilen patolojiler belirir.

<span class="mw-page-title-main">Elizabeth Blackburn</span> Avustralyalı-Amerikalı araştırmacı

Elizabeth Helen Blackburn Avustralya doğumlu Amerikalı moleküler biyolog. Kromozomların uç kısımlarında bulunan ve kromozomları koruyan telomer isimli yapılarla ilgili çalışmalarıyla bilinir. Telomer yapımında etkin telomeraz enziminin kaşifleri arasındadır. Bu çalışmalarından dolayı 2009 yılında Carol W. Greider ve Jack W. Szostak ile birlikte Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nü kazandı. Tıbbi etik üzerine de çalışmaları vardır.

Shelterin telomeraz aktivitesini düzenlediği kadar memeli telomerlerini DNA tamir mekanizmasından koruduğu bilinen bir protein kompleksidir. Memelilerde ve diğer ökaryotlarda, telomerik DNA çift- ve tek-sarmal TTAGGG tekrarlarından ve tek-sarmal bir G çıkıntısından oluşmaktadır. Shelterin’in altbirimleri bu bölgelere bağlanır ve DNA-hasar algılama düzeneğini telomerlerin hatalı onarımından engelleyen bir şapka olan t-loop (düğüm) oluşumuna neden olur. Shelterinin kaybı ya da yokluğu telomer kapağının oluşmamasına neden olur ve bu da homolog-olmayan uç birleşimine, senesense veya apoptoza yol açabilecek hasar sinyal yolağını aktive eder.

TERC olarak da bilinen telomeraz RNA bileşeni ökaryotlarda bulunan ve telomerazın bir bileşeni olan Kodlamayan RNA'dır. TERC, telomeraz ile telomer replikasyonu için bir kalıp görevi görür. Telomeraz RNA'ları dizi ve yapı açısından omurgalılar, siliatlar ve mayalar arasında büyük farklılıklar gösterir, ancak şablon dizisine yakın bir 5 'sahte düğüm yapıyı paylaşmaktadırlar. Omurgalı telomeraz RNA'larının, 3 'H / ACA snoRNA benzeri alanı vardır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.