¿Cómo se descubrieron los telómeros y la telomerasa?

1.2 El mecanismo de elongación de los telómeros y el descubrimiento de la telomerasa

En el mismo artículo que informó sobre la secuencia de los telómeros de levadura en 1984. Isabel

H. Blackburn también descubrió que tanto Tetrahymena como las secuencias teloméricas propias de la levadura pueden protegerse y extenderse en la levadura. Y el ADN con telómeros de Tetrahymena

Después de la tinción con T humana ingresa a la levadura. Al final se le agregará levadura en lugar de Tetrahymena.

Secuencia de repetición telomérica 13I. Desde entonces, se han propuesto muchas hipótesis y modelos sobre el mecanismo molecular de la replicación de los telómeros, como la recombinación homóloga, elementos transponibles, palíndromos teloméricos o estructuras en horquilla. Porque los telómeros están compuestos de secuencias repetidas. Por lo tanto, la gente de esa época generalmente tendía a la hipótesis del mecanismo de recombinación homóloga. Sin embargo, la recombinación homóloga solo puede copiar su propia secuencia.

Para los telómeros de Tetrahymena, se agregan secuencias de telómeros de levadura en lugar de la propia Tetrahymena

El fenómeno de las secuencias de telómeros, la hipótesis de la recombinación homóloga no puede explicar en absoluto. Entonces, ¿es posible que exista una "enzima" nunca descubierta en la levadura para copiar el ADN telomérico? Para confirmar esta hipótesis, la forma más efectiva es encontrar esta "enzima". ".

En 1984, Carol W. Greider ingresó a Elizabeth como candidata a doctorado

H. Laboratorio de Blackburn. Se iniciaron investigaciones sobre el mecanismo de síntesis de los extremos de los telómeros.

Suponiendo que los telómeros son sintetizados por alguna enzima, entonces esta enzima debería estar presente en el lisado celular.

Si se utiliza lisado de células de Tetrahymena, la replicación y extensión de las secuencias de los telómeros se puede detectar in vitro. Esto sin duda confirma la existencia de esta "enzima" y echa por tierra la hipótesis de la recombinación homóloga. carol w. Greider y Elizabeth H. Blackburn sigue esta línea de pensamiento. Y basándose en la secuencia repetida telomérica del ADNr de Tetrahymena, se sintetizó artificialmente la secuencia repetida complementaria [TFGGGG], un oligonucleótido, que se utilizó como telómero.

Obviamente se le han vuelto a añadir bases de ADN. Y se extiende de forma incremental de 6 bases

, lo que es consistente con que la unidad básica de las repeticiones teloméricas de Tetrahymena sea de 6 bases.

Para cebadores de ADN de secuencia aleatoria, entonces la extensión 1141 no no ocurrir. Los resultados experimentales demostraron que la extensión del ADN telomérico se completa mediante "enzimas", desmintiendo la hipótesis de la recombinación homóloga. Esta enzima recibió más tarde el nombre de "telomerasa".

Entonces. carol w. Greider y Elizabeth H. Blackburn continuó estudiando las propiedades de la telomerasa. Utilizaron RNasa para degradar el ARN en muestras de lisado de Tetrahymena

. Se encontró que la actividad de la telomerasa desapareció, lo que demostró que la actividad de la telomerasa depende del ARN. En ese momento, sabíamos que la telomerasa dependía de las proteínas, porque las muestras digeridas por enzimas proteicas no tenían actividad telomerasa fi4j. La actividad de la telomerasa depende tanto de su ARN como de sus componentes proteicos, propiedad muy similar a la del complejo ribonucleoproteico. carol w. Greider y Elizabeth H. Basándose en esto, Blackbum especuló que el ARN que contiene puede determinar la secuencia del segmento de repetición telomérica.

En 1989, Caml

W． Greider mediante el seguimiento de la actividad de la telomerasa. El ARN de la telomerasa de Tetrahymena se purificó mediante columna y se clonó con éxito

. Se encontró que una de las secuencias de ARN era C de CCC.

CAA． Resulta ser complementaria a la secuencia de ADN telomérico de Tetrahymena, y la telomerasa puede usar esta secuencia como plantilla para copiar cortes DNN teloméricos. Posteriormente, Isabel H.

El equipo de investigación de Blackburn descubrió que la mutación de esta secuencia de ARN conducirá directamente

a los cambios correspondientes en la secuencia de los telómeros 118I. Esto demuestra que el componente ARN de la telomerasa existe como plantilla en el complejo de telomerasa.

Una vez determinada la función del ARN de la telomerasa, la identificación de sus subunidades proteicas se convierte en el próximo objetivo de la investigación

. Ya que la telomerasa puede utilizar subunidades molde de ARN para replicar el ADN. Es fácil especular que esta subunidad proteica puede tener actividad de transcriptasa inversa, que debería incluir dominios específicos de la transcriptasa inversa. En 1989, Jack W.

El laboratorio Szostak utilizó una serie de métodos de cribado genético para encontrar el gen Qiu r 1 en la levadura. Las mutaciones en este gen hacen que las secuencias de los telómeros sigan acortándose durante la división celular. La frecuencia de las deleciones cromosómicas aumenta, lo que eventualmente conduce al fenotipo cuatro de senescencia y muerte celular

. al mismo tiempo. Isabel H. El laboratorio de Blackburn descubrió que una mutación en Tetrahymena causa un fenotipo similar, lo que indica que los telómeros pueden desempeñar un papel importante en el mantenimiento de la estabilidad del genoma y la proliferación celular. Desde entonces, múltiples laboratorios han participado en la búsqueda de subunidades de la proteína telomerasa

. En 1996, el laboratorio Ceeh utilizó medios bioquímicos para purificar el complejo de telomerasa Tetrahymena. Una de las proteínas, la A, recibió el nombre de p123m debido a su peso molecular. Durante el mismo período, se descubrieron uno tras otro varios genes estrechamente relacionados con la replicación de los telómeros en la levadura, incluidos r2, piridina3 y yeT4, y más tarde se demostró que las proteínas p123 de Tetrahymena eran las proteínas Est 2 de levadura. Subunidades catalíticas de la telomerasa: contienen el dominio estructural de la transcriptasa inversa. Si los aminoácidos clave de este dominio se mutan, la actividad de la telomerasa desaparecerá. Desde entonces, la gente ha utilizado sistemas de transcripción y traducción in vitro para expresar la subunidad catalítica y el ARN. subunidad de la telomerasa. , reconstruyó la actividad de la telomerasa in vitro, demostrando que estas dos subunidades centrales son necesarias para la actividad de la telomerasa.

Los telómeros y la telomerasa son parte del proceso. Una serie de descubrimientos explican perfectamente dos problemas: los extremos. Los cromosomas se componen de secuencias de telómeros simples y repetidas, y los telómeros protegen los extremos de los cromosomas, haciéndolos diferentes de los normales. Los extremos de los cromosomas se rompen para que no sean degradados por diversas enzimas y no se fusionen entre sí: la telomerasa. responsable de la replicación de los telómeros y de la subunidad catalítica de la telomerasa. El gen utiliza la subunidad de ARN de la telomerasa como plantilla para copiar continuamente el ADN telomérico, asegurando así la replicación completa de los cromosomas.