I telomeri sono le estremità dei cromosomi eucariotici e nelle cellule della linea germinale è attivo l’enzima telomerasi, questo enzima evita che ad ogni replicazione del DNA, i cromosomi diventino sempre più corti.
I telomeri contengono sequenze ripetute in tandem, nell’uomo la sequenza è TTAGGG.
La replicazione di molecole lineari di DNA pone un problema, infatti il DNA per la propria replicazione utilizza primers di RNA che vengono poi estesi tramite l’attività delle DNA polimerasi, al termine della replicazione vi è la rimozione dei primers all’estremità 5’ e quindi si ha un’elica più corta.
In mancanza di un sistema capace di ripristinare la lunghezza del telomero, i cromosomi diventerebbero ad ogni ciclo cellulare più corti.
Questo problema viene risolto, almeno nelle cellule della linea germinale tramite l’attività dell’enzima telomerasi, invece nelle cellule somatiche l’attività telomerasica tende a scomparire e questo sembra provocare il fenomeno dell’accorciamento delle estremità dei cromosomi che sembra correlato all’invecchiamento.
La telomerasi è una ribonucleoproteina ovvero è una proteina costituita anche da RNA, la parte proteica è dotata di attività catalitica, l’RNA invece fornisce lo stampo per la sintesi di DNA, la telomerasi è un tipo di trascrittasi inversa, un enzima che sintetizza DNA usando come stampo un RNA.
Dopo la replicazione del DNA avviene la rimozione del primer all’estremità 5′ per cui resta un’elica più corta dell’elica complementare e pertanto ci sarà un tratto di DNA a singolo filamento.
Poiché occorre ristabilire per intero la doppia elica di DNA, agisce dapprima la telomerasi (sintetizzando DNA satellitare) e poi il DNA satellitare.
La funzione della telomerasi consiste nell’allungare il tratto di DNA a singolo filamento e la sua attività può essere suddivisa in fasi:
- Dapprima si appaia con il proprio RNA al tratto di DNA a singolo filamento, sfruttando l’attività di trascrittasi inversa riesce a sintetizzare DNA utilizzando come stampo l’RNA, quindi in questo modo allunga il tratto a singolo filamento;
- trasloca riappaiandosi con il prorio RNA alle nuove basi sintetizzate e ciò consente ancora una volta di allungare il tratto di DNA a singolo filamento;
- ripete la fase 2 ancora una o due volte;
- Infine la telomerasi si distacca.
A questo punto si ha un filamento corto ed uno più lungo che contiene anche il DNA satellitare.
Il DNA satellitare sembra poi ripiegarsi, tramite inusuali legami idrogeno tra due guanine e creare una struttura a forcina che lascia un’estremità 3’OH libera, a questa estremità vengono aggiunti, per complementarietà all’altra elica, da parte di DNA polimerasi, nuovi nucleotidi e pertanto in questo modo viene riempito lo spazio lasciato vuoto dopo la rimozione del primer di RNA, infine vi è la rimozione del DNA satellitare e il ripristino per intero del DNA a doppio filamento.
In questo modo nessuna elica di DNA si è accorciata e pertanto al successivo ciclo di replicazione non si avranno cromosomi più corti.
Bibliografia:
“Genetica: Principi di analisi formale” di Griffits-Miller-Suzuki ed. Zanichelli
Sito consigliato:
darwin01.bio.uniroma1.it/biomol2did/telomeri.pdf