Lunds universitet firar 350 år. Läs mer på lu.se

Meny

Javascript verkar inte påslaget? - Vissa delar av Lunds universitets webbplats fungerar inte optimalt utan javascript, kontrollera din webbläsares inställningar.
Du är här

Genetik: telomerer och telomeras

Telomeren: en bra början och ett gott slut på livets instruktionsbok

Telomerer på ändarna av kromosomer hos en fjädermygga

Telomerer på ändarna av s.k. polytena kromosomer hos en fjädermygga av släktet Chironomus. En kromosom syns i sin helhet, vikt så att den liknar den grekiska bokstaven α. I den polytena kromosomen ligger många kopior av samma kromosom buntade intill varandra som trådarna i en kabel. Preparatet har behandlats med en s.k. DNA-prob som binder in till telomerernas DNA. Till proben har kopplats en substans som lyser när den utsätts för UV-strålning. Telomererna framträder då i kromosomtrådarnas ändar som starkt lysande punkter.

Kromosomerna innehåller i sitt DNA den genetiska information som behövs för uppbyggnaden av hela organismen. I celler från växter, svampar och djur består varje kromosom av en lång DNA-molekyl som är packad tillsammans med olika typer av proteiner. Början och slutet av kromosomen har en alldeles speciell struktur och kallas telomer. Man känner idag till DNA-koden i telomererna hos en mängd olika organismer. Det är fortfarande inte helt klarlagt vilka proteiner som är bundna till telomerernas DNA, och vilken struktur som telomeren antar.

Telomererna fyller flera viktiga funktioner. En av dem är att fungera som en skyddande "mössa" så att kromosomerna inte häftar ihop. Skadade kromosomändar, som saknar telomerer, har visat sig ha en tendens att fästa in till varandra och är också känsliga för nedbrytande enzymer. Telomererna antas även bidraga till cellkärnans tredimensionella struktur. En viktig roll för telomererna är att se till att inget DNA förloras från kromosomändarna vid replikationen då DNA-strängarna kopieras. Detta åstadkoms med hjälp av ett enzym som kallas telomeras och som syntetiserar de DNA-sekvenser som finns i telomeren.

Vår forskningsgrupp undersöker hur telomererna syntetiseras och hur denna syntes regleras. Vi använder jästceller som modellorganism. Vi vill identifiera de gener som är viktiga för dessa processer. Detta inkluderar generna för de telomerbindande proteinerna och för telomeraset. Hos jäst spelar telomerbindande proteiner en viktig roll för att reglera telomerernas längd. Det har ännu inte fullständigt klarlagts hur dessa proteiner samverkar för att bibehålla telomerens längd. RAP1-proteinet antas spela en nyckelroll i den negativa återkopplingsmekanism som känner av och kontrollerar längden på telomererna hos jästarten Saccharomyces cerevisiae. En modell som föreslagits är att telomerlängden avläses genom "proteinräkning". Man antar att inbindning av ett visst antal RAP1-molekyler skulle kunna ändra telomerens struktur, så att yttersta änden inte längre blir tillgänglig för telomeraset. När telomererna sedan förkortas och antalet inbundna RAP1-proteiner minskar, skulle telomerstrukturen öppnas så att telomeraset åter kan binda till DNA-änden och förlänga den.

Telomerernas DNA-sekvenser som binder till olika proteiner

Telomerernas DNA-sekvenser binder till flera olika proteiner som bildar en skyddande "mössa" på kromosomen. Ett av dessa proteiner, RAP1, reglerar längden på telomeren, troligtvis genom att bestämma om det DNA-syntetiserande enzymet telomeras har tillgång till kromosomänden (A) eller ej (B).

Telomeraset förlänger kromosomens DNA-molekyl genom att syntetisera DNA-sekvenser som är komplementära mot ("passar in i") en RNA-sekvens som ingår i telomeraset. Denna process kallas omvänd transkription, och sker till exempel i våra könsceller. I de allra flesta av våra övriga celler så finns dock inget aktivt telomeras. Det betyder att kromosomerna förkortas vid varje celldelning, vilket bidrar till att cellen åldras. Telomerernas längd kan alltså relateras till åldrande genom att man i kroppens celler kan se en förkortning av telomererna med stigande ålder. När telomeren nått en kritisk minsta längd så får cellen en signal som gör att celldelningen och tillväxten avslutas.

Förkortad telomer

Telomererna signalerar till cellen när den är förkortad. När telomererna nått en kritisk minsta längd så avstannar celldelningen.

Tumörceller kännetecknas av att de kan genomgå ett obegränsat antal celldelningar. I de allra flesta tumörer finner man ett aktivt telomeras som bibehåller telomerernas längd. Denna reaktivering av telomeras är troligen en nödvändig förutsättning för att tumörcellerna skall kunna fortsätta dela sig. Telomeraset kan alltså vara en möjlig måltavla för cancerterapi. Om man kunde finna en möjlighet att inhibera telomeraset, så skulle man kanske kunna förhindra den obegränsade tillväxten av tumörcellerna. Jäst är en mycket användbar modellorganism som lämpar sig väl till genetiska studier. Telomererna i jäst är mycket lika dem i mänskliga celler. Genom att studera hur telomerernas längd bibehålles i jästceller så hoppas vi därför kunna klarlägga de grundläggande molekylära mekanismerna för telomeraset och därmed belysa den roll telomeraset har vid uppkomsten av cancer.

Sidansvarig:

Kontakt

Marita Cohn
Universitetslektor
Molekylär cellbiologi

Telefon: 046-222 72 56
E-post: Marita.Cohn [at] biol.lu.se