Telomerase: Forstå dens rolle i cellealdering og kræft

Telomerase er et polymeraseenzym fundet i celler, der danner DNA-sekvenser af telomerer (et specielt beskyttende kompleks i enden af kromosomer). Telomerase er aktiv under embryogenese (dannelse og udvikling af en embryo) indtil embryonaldifferentiering; i mandlige germceller (kønsceller), aktiverede lymfocytter (en type hvid blodcelle) og nogle stamceller (uspecialiserede celler, der kan producere specifikke specialiserede celler); samt i ca. 90 % af kræftceller. I fremtiden kan evnen til at regulere telomeraseaktiviteten muligvis bruges til at forsinkle aldering og behandle aldersrelaterede sygdomme og kræft.

Telomerer

• Telomerer ligner agletter, den hårde plastikbelægning på skosnørenders ender. Ligesom agletter holder telomerer kromosomerne fra at "udfranses". Telomerer hindrer også kromosomerne i at smelte sammen i enderne og i at rekombinere. Udfraening, ende-til-ende-fusion og rekombination kan alle forårsage, at celler dør for tidligt. Menneskelige telomerer er ca. 10.000 nukleotider (kemikalier, DNA består af) lange. Hver gang en celle replikeres, bliver telomererne på enderne af cellens kromosomer lidt kortere. Unge mennesker har lange telomerer på deres kromosomer; når folk ældes, bliver deres telomerer kortere. Når telomererne bliver tilstrækkeligt korte, kan cellen ikke længere replikeres, og cellen dør til sidst. Dette er vigtigt, fordi jo flere gange en celle replikerer sig, desto større er chancen for fejl i celle-DNA'en, som i sidste ende kan forårsage sygdom.

Telomerase

• Telomerase danner de lange, gentagende sekvenser af TTAGGG, der udgør en telomere i enden af et kromosom. I 1985 identificerede Greider og Blackburn det første telomeraseenzym i tidsskriftet Cell. Der er to hoveddele af enzymet: et telomere-RNA-stykke og et telomere-revers-transkriptase-stykke. Telomeraseaktivitet reguleres på mange niveauer, herunder transkription (syntese af mRNA fra en DNA-skabelon), mRNA-splicing, og modning og modificering af hTERT (et katalytisk protein med revers transkriptaseaktivitet) og hTERC (den funktionelle RNA-komponent af telomerase). I laboratoriet kan menneskelig telomerase tændes ved co-ekspression af hTERT og hTERC; men i kroppen er skabelsen af fuldt funktionel telomerase og dens efterfølgende aktivitet sandsynligvis en flertrinsproces, der involverer mange andre komponenter og proteiner.

Fordele

• Uden telomerase, der laver telomerer til at beskytte enderne af vores kromosomer, kunne vi ikke reproducere. Det ville være vanskeligt for vores kroppe at bekæmpe sygdomme, og vores celler ville ikke have et signal for, hvornår de skal ophøre med at replikeres, og måske begynde at replikere fejl, der kunne gøre os syge. Celler kunne fejlagtigt identificere DNA som skadet og aktivere DNA-skade-responsproteiner (som i sidste ende fører til celleoprydning), når de ikke er nødvendige.

Tumorer

• Både godartede og ondartede (kræft) tumorer viser telomeraseaktivitet. Telomerase er aktiv i ca. 90 % af de 2600 humane tumoreksempler, der er undersøgt indtil nu. Telomeraseaktivitet antages at være knyttet til tumorcelle-udødelighed. Når tumorceller replikerer, holder telomeraseaktiviteten telomererne på kromosomet fra at blive kortere, så tumorcellerne kan replikere uendeligt.

Fremtiden

• I øjeblikket undersøger videnskabsmænd, hvordan telomerase fungerer i sunde celler og i kræftceller. Nogle videnskabsmænd mener, at en mere fuldstændig forståelse af, hvordan telomerase virker, kan bruges til at forsinkle alderingsprocessen, behandle for tidlig alderingssygdomme og behandle kræft.