GiảI PhẫU-VựNg

Telomere

Định nghĩa

Telomere là một phần của mọi DNA. Chúng nằm ở phần cuối của nhiễm sắc thể và không có trường hợp nào chúng mã hóa gen. Không giống như phần còn lại của nhiễm sắc thể, các telomere không có DNA sợi kép. Chúng có sẵn dưới dạng một sợi duy nhất.

Trái ngược với phần còn lại của DNA, chúng cũng không cho thấy sự thay đổi cao về thứ tự của các base mà bao gồm các trình tự base lặp lại. Điều này rất quan trọng đối với việc hoàn thành chức năng của chúng.

Các trình tự lặp đi lặp lại làm cho các telomere của nhiễm sắc thể cuộn lại theo cách mà chúng không cho phép một loại enzyme tấn công phần cuối của nhiễm sắc thể. Với mỗi chu kỳ tế bào, có sự rút ngắn của các telomere gây ra bởi sự tăng sinh tế bào.

Sự phức tạp về mặt giải phẫu của các telomere

Mỗi nhiễm sắc thể bao gồm hai chuỗi DNA chạy theo các hướng khác nhau, được gọi là hướng phản song song. Ở mỗi bên của sợi DNA có một telomere ở cuối. Do đó, tùy thuộc vào chu kỳ tế bào, có hai hoặc bốn telomere trên mỗi nhiễm sắc thể. Tổng cộng, mỗi tế bào có 96 hoặc 192 telomere với 46 nhiễm sắc thể.

Nếu các sợi DNA chỉ đơn giản kết thúc một cách mù quáng, điều này sẽ tạo cơ hội cho các protein khác nhau tấn công DNA. Trái ngược với một phần lớn DNA, các telomere không mang bất kỳ thông tin nào quan trọng đối với chức năng của tế bào.

Đúng hơn, có một trình tự cơ sở trong các telomere được lặp đi lặp lại. Trình tự này bao gồm sáu bazơ và có guanin ba lần, adenosine một lần và thymine hai lần. Trình tự lặp đi lặp lại này cuối cùng dẫn đến các cơ sở của một cặp cơ sở hình thành telomere với nhau. Điều này dẫn đến sự gấp khúc của các đầu và các telomere không còn tồn tại dưới dạng một sợi đơn lẻ nữa mà ở dạng cuộn dây. Tuy nhiên, để các tế bào nhân lên trong quá trình sao chép, thì việc mở ra các telomere gấp lại là điều cần thiết.

Chức năng của các telomere là gì?

Telomere về cơ bản có hai vai trò. Một mặt, chúng rất quan trọng trong chu kỳ tế bào bình thường hoặc trong giai đoạn G0. Enzyme tồn tại trong tế bào liên tục phá vỡ DNA. Điều này một mặt có tác dụng xua đuổi những kẻ xâm nhập nhưng mặt khác cũng là điều không mong muốn. Điều này đặt ra một vấn đề lớn đối với DNA bình thường của nhân tế bào và có thể dẫn đến các sự kiện không mong muốn.

Để ngăn điều này xảy ra, có một phần nhô ra, telomere, ở một bên ở cuối mỗi sợi DNA. Bởi vì telomoer bao gồm các trình tự cơ sở không mã hóa cho protein, nên chỉ riêng phần này là sự bảo vệ cho DNA mã hóa, vì nó được chia nhỏ lần đầu tiên. Hơn nữa, bằng cách gấp khúc các telomere, các enzyme phân hủy DNA rất khó tìm ra điểm mà chúng có thể bắt đầu quá trình thoái hóa bằng cách uốn cong đầu DNA tự do.Ngoài ra, các telomere gấp lại cung cấp các vị trí liên kết cho các protein đặc biệt. Những protein này tương đối lớn để bao quanh đầu DNA một cách bảo vệ.

Mặt khác, các telomere rất quan trọng trong quá trình sao chép, tức là trong quá trình nhân đôi DNA. Do cấu trúc, các enzyme chịu trách nhiệm không thể bắt đầu nhân đôi DNA ở cuối sợi DNA. Kết quả là mất các cặp base theo mỗi chu kỳ và các nhiễm sắc thể liên tục ngắn lại. Để điều này không dẫn đến mất sớm các đoạn DNA thiết yếu, các telomere nằm ở các đầu tận cùng. Chúng không mang bất kỳ thông tin quan trọng nào về mặt di truyền và có thể sống sót sau khi mất một vài bazơ mà không gặp bất kỳ vấn đề gì.

Chủ đề này cũng có thể được bạn quan tâm: Chức năng của nhân tế bào

Bệnh Telomere

Telomere có thể gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng. Trong trường hợp xảy ra hậu quả như vậy, nguyên nhân thường là do tổn thương DNA mã hóa protein.

Bệnh telomere thường gây ra bởi sự thiếu hụt phức hợp protein (Shelterine), nằm xung quanh các telomere, hoặc do enzyme telomerase gây ra. Điều này thúc đẩy sự phá vỡ cấu trúc thông qua việc giảm khả năng bảo vệ.

Do số lượng nhiễm sắc thể tương đối cao, một loại bệnh không thể được chỉ định một cách đáng tin cậy cho bệnh telomeric. Điều này có nghĩa là nhiều cơ quan khác nhau có thể bị ảnh hưởng.

Bệnh viễn thị

Thuật ngữ telomeropathy được sử dụng cho các bệnh xảy ra do các telomere bị hư hỏng. Bệnh telomere thường được sử dụng như một thuật ngữ tương đương. Do nguyên nhân không thể thay đổi được của các bệnh này, tất cả các bệnh lý từ xa sẽ là mãn tính.

Trong bệnh lý từ xa, các telomere thường ngắn đến mức DNA tiếp theo bị tấn công do thiếu enzyme telomerase hoặc các protein hình thành nên phức hợp trú ẩn. Đôi khi DNA mã hóa protein bị ảnh hưởng, do đó có thể cảm nhận được tổn thương trong cơ thể.

Telomeropathies bao gồm một số lượng lớn các bệnh không đặc trưng cho telomeropathies. Điều này có nghĩa là các triệu chứng rất đa dạng và thường có nguyên nhân khác. Mức độ nghiêm trọng của bệnh cũng rất khác nhau và diễn biến mãn tính với các triệu chứng có thể mạnh hoặc yếu.

Các telomeropathies phổ biến hơn bao gồm viêm phổi, xơ gan hoặc thiếu máu và tổn thương tủy xương.

Telomere đóng vai trò gì trong quá trình lão hóa?

Khi chúng ta già đi, nhu cầu của cơ thể con người đối với các tế bào mới vẫn tiếp tục. Trong số những thứ khác, điều này là cần thiết để duy trì các quá trình trong các tế bào riêng lẻ của các cơ quan khác nhau.

Các tế bào mới này được tạo ra bằng cách phân chia tế bào (Nguyên phân) như một phần của chu kỳ tế bào. Trước khi phân chia, tất cả các bào quan của tế bào và tất cả DNA đều được nhân đôi. Quá trình này được gọi là sao chép. Có các enzym cụ thể trong mỗi tế bào cho mục đích này. Tuy nhiên, do cấu trúc của chúng, các enzym chịu trách nhiệm không thể bắt đầu nhân đôi ADN ở cuối mỗi sợi ADN.

Kết quả là mất các cặp base theo mỗi chu kỳ và các nhiễm sắc thể liên tục ngắn lại.

Các telomere nằm ở các đầu để điều này không dẫn đến việc mất sớm các đoạn DNA quan trọng. Chúng không mang bất kỳ thông tin quan trọng nào về mặt di truyền và có thể sống sót sau khi mất một vài bazơ mà không gặp bất kỳ vấn đề gì. Tuy nhiên, khi tuổi già, các telomere giảm đi một độ dài nhất định, điều này rất nguy hiểm và có khả năng dẫn đến hư hỏng.

Điều này dẫn đến sự bắt giữ chu kỳ tế bào không thể đảo ngược, sự lão hóa hoặc sự chết theo kế hoạch của tế bào. Do đó, cơ thể liên tục mất đi tiềm năng đổi mới và nó già đi.

Bài viết tiếp theo của chúng tôi cũng có thể bạn quan tâm: Quá trình lão hóa

Chúng đóng vai trò gì trong quá trình phát triển ung thư?

Telomere cũng có thể đóng một vai trò thiết yếu trong sự phát triển của ung thư. Tuy nhiên, thông thường hơn, nguyên nhân của ung thư là do đột biến trong sợi DNA. Tuy nhiên, trong sự phát triển của bệnh ung thư, sự ngắn lại đóng một vai trò như trong quá trình lão hóa.

Với các telomere ngắn hơn, ung thư có nhiều khả năng phát triển hơn. Lý do cho điều này là khả năng cao hơn một phần của sợi kép DNA mã hóa cho protein và chứa gen sẽ bị tấn công. Một yếu tố nguy cơ cho điều này là các telomere ngắn đã có từ khi sinh ra.

Ngoài ra, mức độ thấp của enzyme telomerase và phức hợp protein trú ẩn làm cho nó có nhiều khả năng hơn. Telomere cũng đóng một vai trò quan trọng trong bệnh ung thư từ trước.

Trong bối cảnh của sự thoái hóa của các tế bào, có sự tăng trưởng tế bào và tăng phân chia tế bào. Điều này dẫn đến sự rút ngắn nhanh hơn của các telomere, làm cho quá trình thoái hóa dễ xảy ra hơn. Tế bào cố gắng phản ứng với điều này thông qua nhiều cơ chế khác nhau, nhưng điều này hiếm khi thành công ở tế bào ung thư.

Telomerase là gì?

Telomerase là một loại enzyme xuất hiện trong mọi tế bào của con người, nhưng không thể được phát hiện trong tất cả các tế bào. Telomerase đặc biệt hoạt động trong các ô sau:

Tế bào của tủy xương
Tế bào gốc
Tế bào mầm (Tiền thân của tinh trùng và tế bào trứng)
tế bào phôi thai

Nó xảy ra chủ yếu trong nhân tế bào, vì đây là nơi hoạt động của nó. Nhiệm vụ chính của enzyme là giảm thiểu sự mất bazơ của các telomere của DNA ở cuối nhiễm sắc thể trong quá trình sao chép. Điều này là cần thiết, bởi vì nếu không, với mỗi lần phân chia tế bào, sự mất mát tương đối cao của DNA, do cấu trúc, dẫn đến giảm tuổi thọ của tế bào.

Nó là một trong số ít các enzym có chức năng sao chép ngược cho mục đích này. Điều này có nghĩa là nó có thể tạo ra một sợi DNA mới từ một sợi RNA, đây thực sự là một bản sao của DNA.

Phần còn lại của các enzym trong cơ thể con người không có chức năng này. Đối với điều này, telomerase bao gồm một phần nhỏ RNA, đóng vai trò như khuôn mẫu cho phần DNA mới. Để làm được điều này, enzyme lợi dụng thực tế là một trình tự xảy ra lặp đi lặp lại trên các telomere. Trình tự cơ sở của RNA bổ sung cho trình tự lặp lại này. Sợi DNA mới được thêm vào phần cuối của telomere.

Chế độ ăn uống có thể ảnh hưởng đến telomere?

Một số chuyên gia y tế và nhà nghiên cứu đã công nhận rằng chế độ ăn uống ảnh hưởng đến các telomere. Một số nghiên cứu đã được thực hiện về vấn đề này, nhưng một số trong số đó còn gây tranh cãi.

Một chế độ ăn uống lành mạnh nên làm tăng hoạt động của telomerase, để việc rút ngắn các telomere trong quá trình phân chia tế bào diễn ra với tốc độ chậm hơn. Ngoài ra, các telomere thậm chí có thể dài ra do hoạt động cao của telomerase.

Chế độ ăn uống nên dựa trên các sản phẩm có nguồn gốc thực vật bất cứ khi nào có thể. Việc hấp thụ nhiều vitamin, chống lại stress oxy hóa trong tế bào, cũng rất quan trọng để ảnh hưởng đến các telomere thông qua chế độ ăn uống. Điều này làm cho sợi đôi DNA ít bị hư hại hơn. Axit béo omega-3, có nhiều trong cá dầu, cũng được cho là có tác dụng tích cực.

Như với thực tế tất cả các tiên lượng, ngoài chế độ ăn uống, tập thể dục và ít hoạt động thể chất cũng có ảnh hưởng tích cực đến độ dài của telomere, đó là lý do tại sao bạn nên chú ý đến điều này.

Bạn có thể đọc thêm thông tin chi tiết về chủ đề này dưới: Chống lão hóa và dinh dưỡng