Теломерите са защитните крайчета на хромозомите и те се съкращават всеки път, когато една клетка се раздели. Този процес на клетъчно делене уврежда и дестабилизира хромозомата и я прави по-уязвима на стареенето и рака. Ензимът теломераза помага да се поправят тези вреди, но липсата на подробна информация за структурната му затруднява разбирането не само на функциите му, но също така и потенциалните начини за използването му като лек за различни болести.
Наскоро обаче, един научноизследователски екип разкри тайната на този ензим, който в бъдеще може да се окаже в основата на лечението на рака и забавянето на стареенето.
В ново изследване учени от Калифорнийския университет в Лос Анджелис са идентифицирали механизъмът на действие на ензима теломераза, който възпрепятства скъсяването на теломерите. Ядрото на този, до скоро загадъчен ензим - където се проявява по-голямата част от неговата активност - сега може да бъде видяно с почти атомна резолюция, пише изданието Science Daily, цитирайки работата на екипа.
"Сега виждаме не само формата на часовника, виждаме как си взаимодействат вътрешните компоненти, за да може той да работи. С всяка стъпка се приближаваме и виждаме все повече подробности. Сега можем да започнем да проучваме не само начина, по който изглежда ензимът, но и начина, по който функционира", обяснява Джули Фейгон, професор по химия и биохимия в Калифорнийския университет в Лос Анджелис (UCLA) и водещ автор на изследването.
Теломените са окончанията на хромозомите. Те предотвратяват загубата на гени при процеса митоза, при който генетичният материал на майчината клетка се разпределя равномерно в две дъщерни клетки. Когато теломерите станат прекалено къси, клетките стареят и умират. Ензимът теломераза възстановява теломерите, но прекалената му активност допринася за поява на рак, при който злокачествените клетки на практика стават безсмъртни.
В рамките на изследването е използвано ресничестото едноклетъчно Tetrahymena thermophila. С помощта на криоелектронен микроскоп учените са разкрили структурата на ензима.
Теломеразата съдържа особен клас протеини, известни като обратна транскриптаза или ревертаза. Вместо да копира участъци от ДНК в РНК, обратна транскриптаза използва РНК, за да създаде ДНК.
Учените открили голяма, неизследвана досега област в ревертаза и я кръстили TRAP. Тя играе решаваща роля за добавянето на малки фрагменти ДНК в окончанията на хромозомите. При това взаимодейства с друга област, кръстена TEN, чиито мутации нарушават активността на ензима.
Учените смятат, че опознаването на структурата му ще намери приложение в борбата с раковите болести. За да може раковите клетки да продължат да се репродуцират, трябва ензимът теломераза да е активен. Следователно ще е от полза да се знае как активността му да бъде потисната. Получените резултати доближават учените до постигането на тази цел, като разкриват кои негови части да бъдат взети за мишена.