Anatomia-Lessico

I telomeri

definizione

I telomeri fanno parte di ogni DNA. Sono alle estremità dei cromosomi e in nessun caso codificano per i geni. A differenza del resto del cromosoma, i telomeri non hanno DNA a doppia elica. Sono disponibili come un unico filo.

A differenza del resto del DNA, anche loro non hanno un'elevata variabilità nell'ordine delle basi, ma consistono in sequenze di basi ripetute. Questo è importante per l'adempimento della loro funzione.

A causa delle sequenze ripetitive, i telomeri del cromosoma si arricciano in modo tale da non consentire a un enzima di attaccare l'estremità cromosomica. Ad ogni ciclo cellulare si verifica un accorciamento dei telomeri causato dalla proliferazione cellulare.

Complessità anatomiche dei telomeri

Ogni cromosoma è costituito da due filamenti di DNA che corrono in direzioni diverse, la cosiddetta direzione antiparallela. Un telomero si trova all'estremità di ciascun lato di un filamento di DNA. Quindi, a seconda del ciclo cellulare, ci sono due o quattro telomeri per cromosoma. In totale, ci sono 96 o 192 telomeri per cellula con 46 cromosomi.

Se i filamenti di DNA finissero semplicemente alla cieca, ciò darebbe a varie proteine l'opportunità di attaccare il DNA. Contrariamente a gran parte del DNA, i telomeri non trasportano alcuna informazione importante per la funzione delle cellule.

Piuttosto, c'è una sequenza di basi nei telomeri che viene ripetuta più e più volte. Questa sequenza è composta da sei basi e contiene tre volte la guanina, una volta l'adenosina e due volte la timina. Questa sequenza ripetitiva alla fine porta alle basi di una base dei telomeri che si accoppiano tra loro. Questo porta ad un ripiegamento delle estremità ed i telomeri non sono più presenti come un unico filo, ma come una bobina. Affinché le cellule si moltiplichino durante la replicazione, tuttavia, è necessario che i telomeri piegati si aprano.

Quali sono le funzioni dei telomeri?

I telomeri hanno essenzialmente due ruoli. Da un lato, sono importanti durante il normale ciclo cellulare o durante la fase G0. Gli enzimi esistono all'interno delle cellule che scompongono continuamente il DNA. Questo serve da un lato per allontanare gli intrusi, ma dall'altro è anche indesiderabile. Ciò pone un enorme problema per il normale DNA del nucleo cellulare e può portare a eventi indesiderati.

Per evitare che ciò accada, c'è una sporgenza, il telomero, su un lato all'estremità di ogni singolo filamento di DNA. Poiché il telomoer è costituito da sequenze di basi che non codificano per proteine, questa da sola è una protezione per il DNA codificante, poiché viene prima scomposto. Inoltre, piegando i telomeri, gli enzimi di degradazione del DNA hanno difficoltà a trovare un punto in cui possono iniziare la loro degradazione arricciando l'estremità libera del DNA. Inoltre, i telomeri piegati forniscono siti di legame per proteine speciali. Queste proteine sono relativamente grandi per circondare in modo protettivo l'estremità del DNA.

D'altra parte, i telomeri sono importanti durante la replicazione, cioè durante il raddoppio del DNA. A causa della loro struttura, gli enzimi responsabili non possono iniziare a raddoppiare il DNA alla fine di un filamento di DNA. Di conseguenza, c'è una perdita di coppie di basi con ogni ciclo ei cromosomi vengono continuamente accorciati. Affinché ciò non comporti una perdita prematura dei segmenti essenziali di DNA, i telomeri si trovano alle estremità. Non contengono alcuna informazione geneticamente importante e possono sopravvivere senza problemi alla perdita di poche basi.

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Malattie dei telomeri

I telomeri possono avere effetti gravi. Nel caso di un tale effetto successivo, la causa è solitamente il danno al DNA che codifica per le proteine.

La malattia dei telomeri è più spesso causata da una carenza di complessi proteici (Shelterine), che si trovano intorno ai telomeri o causati dall'enzima telomerasi. Ciò favorisce una rottura della struttura attraverso una protezione ridotta.

A causa del numero relativamente elevato di cromosomi, non è inoltre possibile assegnare in modo affidabile una categoria di malattie a una malattia dei telomeri. Ciò significa che possono essere colpiti molti organi diversi.

Telomeropathy

Il termine telomeropatia viene utilizzato per le malattie che si verificano a causa di telomeri danneggiati. La malattia dei telomeri viene solitamente utilizzata come termine equivalente. A causa della causa irreversibile di queste malattie, tutte le telomeropatie saranno croniche.

Nella telomeropatia, i telomeri sono generalmente accorciati a tal punto che il DNA successivo viene attaccato a causa della mancanza dell'enzima telomerasi o delle proteine che formano il complesso shelterine. A volte il DNA che codifica per le proteine è influenzato, quindi il danno può essere sentito nel corpo.

Le telomeropatie includono un gran numero di malattie che non sono molto specifiche per le telomeropatie. Ciò significa che i sintomi sono molto diversi e spesso hanno altre cause. Anche la gravità della malattia è molto diversa e il decorso cronico con i sintomi può essere forte o debole.

Le telomeropatie più comuni includono polmonite, cirrosi epatica o anemia e danni al midollo osseo.

Che ruolo giocano i telomeri nell'invecchiamento?

Con l'avanzare dell'età, il bisogno del corpo umano di nuove cellule continua. Tra l'altro, questo è necessario per mantenere i processi nelle singole cellule dei vari organi.

Queste nuove cellule vengono create dalla divisione cellulare (Mitosi) come parte del ciclo cellulare. Prima della divisione, tutti gli organelli cellulari e l'intero DNA vengono raddoppiati. Questo processo è chiamato replica. Per questo esistono enzimi specifici in ogni cellula. Tuttavia, a causa della loro struttura, gli enzimi responsabili non possono iniziare a raddoppiare il DNA alla fine di ogni filamento di DNA.

Di conseguenza, c'è una perdita di coppie di basi con ogni ciclo ei cromosomi vengono continuamente accorciati.

I telomeri si trovano alle estremità in modo che ciò non comporti una perdita precoce di importanti segmenti di DNA. Non contengono alcuna informazione geneticamente importante e possono sopravvivere senza problemi alla perdita di poche basi. Con la vecchiaia, tuttavia, i telomeri scendono al di sotto di una certa lunghezza, che è pericolosa e potenzialmente associata a danni.

Ciò porta o ad un arresto irreversibile del ciclo cellulare, alla senescenza o ad una morte programmata della cellula. Così il corpo perde continuamente il suo potenziale di rinnovamento e invecchia.

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Che ruolo giocano nello sviluppo del cancro?

I telomeri possono anche svolgere un ruolo essenziale nello sviluppo del cancro. Più spesso, tuttavia, la causa del cancro è una mutazione all'interno del filamento di DNA. Nello sviluppo del cancro, tuttavia, l'accorciamento gioca un ruolo come nell'invecchiamento.

Con telomeri più corti, è più probabile che si sviluppi il cancro. La ragione di ciò è che c'è una maggiore probabilità che la parte del doppio filamento di DNA che codifica per proteine e contiene geni venga attaccata. Il fattore di rischio per questo sono telomeri corti che sono già presenti dalla nascita.

Inoltre, sono più probabili bassi livelli dell'enzima telomerasi e del complesso proteico shelterine. I telomeri svolgono anche un ruolo importante nel cancro preesistente.

Quando le cellule degenerano, si verifica un aumento della crescita cellulare e una maggiore divisione cellulare. Ciò porta ad un accorciamento più rapido dei telomeri, che rende più probabile un'ulteriore degenerazione. La cellula cerca di reagire a questo attraverso vari meccanismi, ma raramente questo ha successo nelle cellule tumorali.

Cos'è una telomerasi?

La telomerasi è un enzima che si trova in ogni cellula umana, ma non può essere rilevato in tutte le cellule. La telomerasi è particolarmente attiva nelle seguenti cellule:

Cellule del midollo osseo
Cellule staminali
Cellule germinali (Precursori dello sperma e degli ovociti)
cellule embrionali

Si verifica principalmente nel nucleo cellulare, poiché è qui che si trova il suo sito di azione. Il compito principale dell'enzima è ridurre al minimo la perdita di basi dei telomeri del DNA all'estremità dei cromosomi durante la replicazione. Questo è essenziale, perché altrimenti con ogni divisione cellulare una perdita relativamente elevata di DNA dovuta alla struttura porta a una ridotta durata della vita delle cellule.

È uno dei pochi enzimi che ha la funzione di trascrittasi inversa per questo scopo. Ciò significa che può generare un nuovo filamento di DNA da un filamento di RNA, che in realtà è una copia del DNA.

Il resto degli enzimi nel corpo umano non ha questa funzione. Per questo, la telomerasi consiste in una piccola sezione di RNA, che funge da modello per la nuova sezione di DNA. Per fare ciò, l'enzima sfrutta il fatto che una sequenza si verifica ripetutamente sui telomeri. La sequenza di basi dell'RNA è complementare a questa sequenza ripetuta. Il nuovo filamento di DNA viene aggiunto all'estremità del telomero.

La dieta può influenzare i telomeri?

È stato stabilito da alcuni professionisti medici e ricercatori che la dieta influisce sui telomeri. Diversi studi sono già stati condotti su questo, ma alcuni di essi sono controversi.

Si dice che una dieta sana aumenti l'attività della telomerasi in modo che l'accorciamento dei telomeri durante la divisione cellulare si verifichi a un ritmo più lento. Inoltre, i telomeri dovrebbero anche essere in grado di allungarsi a causa dell'elevata attività della telomerasi.

La dieta dovrebbe essere basata su prodotti a base vegetale, quando possibile. Un elevato apporto di vitamine, che contrastano lo stress ossidativo nelle cellule, è importante anche per influenzare i telomeri attraverso la dieta. Ciò si traduce in meno danni al doppio filamento del DNA. Si dice che anche gli acidi grassi omega-3, che sono abbondanti nei pesci grassi, abbiano un effetto positivo.

Come praticamente per tutte le prognosi, oltre alla dieta, l'esercizio fisico e una minore attività fisica hanno anche un effetto positivo sulla lunghezza dei telomeri, motivo per cui dovresti prestare attenzione a questo.

Puoi leggere informazioni più dettagliate su questo argomento sotto: Antietà e nutrizione