Ameriške raziskovalke in raziskovalci so odkrili pomembno stopnjo v reakcijskem mehanizmu telomeraze, encima, ki igra ključno vlogo pri določanju starosti celice in njeni nadaljnji usodi.

DNK se v celici nahaja v obliki kromosomov. Ti so sestavljeni iz genomske DNK in proteinov, ki omogočajo, da DNK zavzame čim manj prostora. Na koncih kromosomov se nahajajo specifične regije DNK, imenovane telomere. Telomere so sestavljene iz monotonih ponovitev šestih nukleotidov v točno določenem zaporedju – GGTTAG. Pri vsaki delitvi celice se dolžina telomer skrajša, kar nekoliko destabilizira kromosom. Ko postanejo telomere prekratke, celica izgubi sposobnost nadaljnjih delitev. Število delitev je določeno s Hayflickovo limito, ki je neposredno povezana z dolžino telomernih koncev na kromosomih. Dolžina telomer tako deluje kot nekakšna molekularna celična ura.

Razlog za krajšanje telomer pri celičnih delitvah tiči v ključnem encimu, ki je odgovoren za njihovo sintezo oziroma podaljševanje, zato tudi imenovan telomeraza. V procesu delitve se namreč telomerni konci kromosomov ne uspejo v celoti podvojiti, zato jih poskuša encim venomer podaljšati. A telomerazi telomernih koncev nikoli ne uspe povsem nadomestiti, zato ti postajajo vse krajši in krajši.

Vprašanje, zakaj telomeraza ne uspe povsem nadomestiti telomernih koncev kromosomov, znanstvenike bega že dolgo časa. Študija ameriških raziskovalcev razkriva, da se odgovor morebiti skriva v samem mehanizmu encimske reakcije. Ugotovili so namreč, da se po tem, ko encim doda eno ponovitev značilnih šestih nukleotidov, nekoliko ustavi in postane.

Da bi lahko telomeraza uspešno dopolnjevala telomerne konce kromosomov, je v encim vgrajen poseben načrt v obliki molekule RNK. Ker je vgrajena molekula RNK v encimu komplementarna značilnemu zaporedju šestih nukleotidov v telomernem zaporedju, omogoča podaljševanje DNK verige na koncu kromosomov. Telomeraza tako vsebuje RNK matrico za izgradnjo telomernega konca. Izkazalo pa se je, da se prav zaradi te RNK matrice telomeraza upočasni. Telomeraza tako pravzaprav zavira samo sebe.

Razvozlana stopnja mehanizma delovanja telomeraze nudi raziskovalcem zagon in draž za iskanje novih poti, ki bi izboljšale oziroma pospešile telomerazo ter tako upočasnile proces staranja.

Z eliksirjem večne mladosti vam nazdravljam vajenec Uroš.

Vir:  Chen, Y., J.D. Podlevsky, D. Logeswaran and J.J.-L. Chen (2018). A single nucleotide incorporation step limits human telomerase repeat addition activity. EMBO. J. 37: e97953, DOI 10.15252/emboj.201797953.