6.11 : Telomerler ve Telomeraz

Telomer, insanlardaki TTAGGG gibi tekrarlayan altı nükleotidli guanin zengini dizilerden oluşan, kromozomun koruyucu ucudur. Uzunluğu, organizmadan organizmaya değişir. İnsan kromozomlarında yaklaşık 1.300 ila 2.500 telomer tekrarı mevcuttur ve farelerde bu rakam yaklaşık 8.300'dür.

DNA kopyalama mekanizması telomerlere ulaştığında sıradışı bir sorunla karşılaşır:Kromozomun 5'ucundaki son primer'ın çıkarılması, tek zincirli telemerik DNA'nın bir 3'fazlalığıyla sonuçlanır. Bu da, primer için bir şablon görevi görecek tamamlayıcı bir DNA olmadığından kopyalanamaz. Bu uç replikasyonu sorunu nedeniyle, telomerler her hücre bölünmesiyle kısalır;bu da en sonunda replikatif yaşlanma olarak da bilinen hücre çoğalmasının durması durumuna yol açar.

Ancak, bu, yeni telomer tekrarlarının telomeraz aracılığıyla sentezi ile önlenebilir. Telomeraz, hem telomer tekrarları hem de protein için bir şablona sahip, iki RNA'dan oluşan bir enzimdir. Telomer tekrarlarının 3 üssü fazlalığına bağlanır.

Bir ters transkriptaz olan protein bileşeni, telomer tekrarlarını tamamlayıcı, sitozin-zengini bir dizi olan RNA'yı şablon olarak kullanarak, telomer DNA'sını bir seferde altı nükleotid genişletir. Telomeraz daha sonra yer değiştirir ve nükleotidlerin eklenmesi işlemini tekrarlar. Kendi primaz alt birimini içeren DNA polimeraz alfa, daha sonra bir primer ekleyebilir ve genişletilmiş ana DNA zincirini kopyalayabilir.

Telomer uzatılmasından sonra, altı alt birimli bir protein olan şelterin, telomerin çift zincirli parçasına ve primerin çıkarılmasından sonra kalan 3'fazlalığına bağlanır. Bu kompleks daha sonra geri döner ve kendini upstream DNA'ya ekler;bu da telomer tekrarında 3'fazlalığının tamamlayıcı bir diziye bağlanmasının neden olduğu bir yer değiştirme döngüsü veya D döngüsü ile sonuçlanır. Bu ekleme, telomerin ucunu yerine sabitleyerek daha büyük bir telomer döngüsü veya T döngüsü oluşturur.

Şelterin'in bağlanması ve T-döngüsünün oluşumu, kromozomu bozunmaya, uçtan uca birleşmeye ve DNA onarım mekanizmasının hatalı aktivasyonuna karşı korur.