Meghatározták a kromoszómákat védő szakaszok legkisebb hosszúságát

Sokunkat foglalkoztat a kérdés, vajon mennyi van még hátra az életünkből. A sejtek esetében a kutatók már közel vannak a kérdés megválaszolásához.

A sejtek élettartama a kromoszómák végén található ún. telomerek (másképpen telomérák) hosszától függ. A telomerek szerepe az, hogy védjék a kromoszómák végeit az osztódások során. Hat bázispárnyi szakasz ismétlődéseiből épülnek fel, és kb. 25 000 bázispárnyi hosszúságú szekvenciák. A telomerek szintéziséért és fenntartásáért a telomeráz enzim felelős. Ennek aktivitása sejtjeinkben azonban olyan alacsony, hogy a telomerek minden osztódás alkalmával rövidülnek, mígnem annyira elfogynak, hogy nem tudják megakadályozni a kromoszómák összecsapzódását. A kromoszómák fúziója következtében a DNS-állomány sérülékennyé válik, a sejtosztódáskor feltöredezik, degradálódik. Ez a folyamat okozhatja a sejtek halálát, emellett a daganatos elfajulás alapját képző genetikai hibák kialakulásához is vezethet.

Duncan Baird (University of Cardiff, Nagy Britannia) és munkatársai megtalálták azt a legrövidebb telomerhosszt, amely mellett a kromoszómafúzió még nem következik be. Emellett kimutatták, hogy random mutációk - hosszú DNS-szakaszok kiesése miatt - akár egészséges fiatal sejtekben is a telomerszakaszok drámai megfogyatkozását eredményezhetik. Ez független az öregedéssel járó folyamatos telomervesztéstől. Baird csoportja olyan humán embriótüdőből származó sejtkultúra sejtjeire fókuszált, melyekben a telomerek mutáció miatt jelentős mértékben megrövidültek.

A kritikus telomerhossz a hat bázispárnyi szakasz 12,8-szoros ismétlődésének (kb. 77 bázispár) bizonyult. Ha ennél rövidebb volt, a kromoszómák elkezdtek a végeiknél összekapcsolódni. Baird szerint megfelelő hosszúságú telomer nélkül a sejt a kromoszómavégeket törött DNS-szálakként azonosítja, és megpróbálja azokat összetapasztani. Baird úgy becsüli, hogy egy sejtkultúra egymillió sejtje közül átlagban négynél figyelhető meg a kromoszómák összekapcsolódása. A kutatók már korábban is gyanították, hogy egészséges sejtekben is megfigyelhető a kromoszómák telomerrövidülés miatt bekövetkező fúziója, de most először sikerült erre bizonyítékot találni.

A vizsgálatok során fény derült arra is, hogy a mutáció miatt megrövidült kromoszómák más mechanizmus szerint kapcsolódnak össze, mint azok, amelyek telomer-régiói a telomeráz enzim csökkent aktivitása miatt rövidülnek. A folyamat (microhomology-mediated end joining) során a kromoszómák a végeiken található rövid, olykor csak néhány bázispárnyi komplementer szekvenciákkal kapcsolódnak egymáshoz. Ez a genom átrendeződését eredményezi.

Dominique Broccoli (Memorial Health University Medical Center, Savannah, Georgia, USA) molekuláris onkológus szerint az új eredmények alátámasztják azt az elképzelést, mely a legrövidebb telomerhossz jelentőségét hangsúlyozza az átlagos hosszal szemben. Ha néhány kromoszómán a telomer nem éri el a kritikus hosszt, akkor ez már genetikai instabilitást eredményez, annak ellenére, hogy a többi kromoszómán megfelelő hosszúságú és funkciójú a telomersapka.

dr. Somorácz Áron