التيلوميرات هي هياكل خاصة على نهايات الكروموسوم ضرورية لتوفير الحماية من التحلل enzymatic end والحفاظ على الاستقرار الكروموسومي والجيني. هذا هو السبب في أن بنية التيلومير الملائمة (بما في ذلك وجود بروتينات telomere-binding) تظل محورية لتجنب الخلل الوظيفي الخلوي.
منذ اكتشافها في منتصف الثمانينيات ، جذبت بيولوجيا التيلوميرات اهتمامًا كبيرًا من المجتمع العلمي نظرًا لأهميتها. هناك إجماع على أن طولها يقل مع تقدم العمر والتدخين والضغط والاسلوب الحياة غير الصحية ايضا ، وأن التيلوميرات الأقصر يمكن أن تضعف الصحة.
هيكل التيلومير
تتكون التيلوميرات من DNA يتميز بتسلسلات متكررة غير مشفرة غنية بالجوانين (G) ومكونات بروتينية متعددة. يمكن أن تختلف التسلسلات المتكررة من نوع إلى آخر ، مع تكرار سداسي النوكليوتيد TTAGGG كونه مميزًا للبشر والفقاريات الأخرى.
الأطراف المتطرفة لكل تيلومير ليست حادة ، نظرا لان الجزء 3’ single-stand يتكون من 200 نيوكلوتيدة ويعود ببعض من الحمض النووي التيلومري double-stranded لعمل حلقة تيلومير تعرف باسم "loop T".
يلعب هذا الجزء دورًا وقائيًا لأنه يعزل الطرف النهائي داخل double-stranded
كان الحصول على تكرار التيلومير جزء أساسيًا في تطور النواة حقيقية النواة، نظرًا لأدوارها الأساسية في تنظيم الكروموسومات واستقرار الجينوم.
تعتبر التيلوميرات هياكل موضعية في النهايات الكروموسومية، ويمكن العثور عليها أيضًا في المواضع الداخلية.
يرتبط عدد لا يحصى من البروتينات بشكل مباشر أو غير مباشر مع الحمض النووي التيلومري.
بعض هذه البروتينات (أبرزها TIN2 و TRF1 و TRF2 و TPP1 و POT1) موجودة في التيلوميرات دائما، على الرغم من وجود تبادل ديناميكي قوي بين البروتينات المرتبطة وغير المرتبطة.
يتكون إنزيم التيلوميراز، وهو بروتين ريبونوكليوبروتين له نشاط إنزيم النسخ العكسي، من جزأين رئيسيين -مكون telomere RNA وإنزيم النسخ العكسي التيلوميري. على الرغم من أنه لا يوجد عمليًا أي نشاط للتيلوميراز في الخلايا الجسدية، إلا أن هناك مستوى منخفض من النشاط في الخلايا النشطة.
أدوار التيلوميرات و التيلوميراز
عادة ما يتم تحديد خصائص التيلوميرات حقيقية النواة على أنها "وظيفة التغليف"، مع مهمة رئيسية لحماية نهايات الكروموسوم من تدهور الحمض النووي وآلية إصلاح الحمض النووي والاندماج مع نهايات الكروموسومات الأخرى.
يعمل طولها كساعة بيولوجية جوهرية تنظم العمر الافتراضي للخلية ، أي أنها توفر حدودًا لعدد التكرارات التي يمكن للخلية أن تمر بها
التيلوميرات غير المغلفة قادرة على تنشيط استجابة تلف الحمض النووي وتسبب اندماجات من نهاية إلى نهاية، مما يؤدي إلى عدم الاستقرار الكروموسومي، والشيخوخة الخلوية والاستماتة (موت الخلية المبرمج). يتم فقدان تكرارات التيلومير مع كل جولة من تضاعف الخلايا بواسطة عدد كبير من الآليات المختلفة، ومعظم الخلايا الجسدية لا تعبر عن التيلوميراز الكافي للتعويض عن فقدان تكرارات التيلومير
الوظيفة الرئيسية للتيلوميراز هي استطالة التيلوميرات، والتي تمكن الخلايا من زيادة قدرتها التكاثرية (في بعض الأحيان حتى إلى أجل غير مسمى). ومع ذلك، فإن التعبير المنخفض للتيلوميريز (على سبيل المثال، في بعض الخلايا الليفية العادية) لا يمكن أن يحافظ على طول التيلومير، ولكنه يلعب دورًا في الحفاظ على بنية الكروموسومات خلال كل مرحلة S من دورة الخلية.