Telomeráza

Aby teloméry plnili svoju funkciu čo najdlhšie, viažu sa so špecifickými proteínmi - telomerázami, ktoré ich chránia pred degradačnými a reparačnými enzýmami. Telomeráza je zložitý komplex pozostávajúci z dlhej nekódujúcej štruktúrnej RNA spojenej s proteínom reverznej transkriptázy. Dĺžka telomér a množstvo telomerázy úzko súvisí s bunkovým cyklom a replikatívnym starnutím . Teloméry chráni aj proteínový komplex Shelterín, tiež nazývaný telozóm, a reguluje aj aktivitu telomerázy

Telomeráza je hlavným regulátorom na udržanie replikačného potenciálu. Robí to kontrolou dĺžky telomér na koncoch chromozómov a je kľúčom k neobmedzenej bunkovej proliferácii. Regulácia telomerázy je sprostredkovaná jej vlastnými štrukturálnymi zložkami, interakciami s katalytickou reverznou transkriptázou a niekoľkými faktormi, ktoré môžu získavať a zostavovať telomerázu do telomér spôsobom závislým od bunkového cyklu. Pre zložitosť procesu je toto stále predmetom vedeckého skúmania. Telomeráza je prísne regulovaná. Je exprimovaná počas raného vývoja ľudského plodu a v dospelosti je vypnutá vo väčšine tkanív. Pri patológiách ako je napríklad rakovina sa reaktivuje vo väčšine postihnutých buniek. Presný mechanizmus regulujúci tieto prepínače v expresii však nie je známy. Mnohé štúdie podporujú úlohu telomér pri regulácii génovej expresie prostredníctvom slučky telomér, ktorá môže zahŕňať interakcie s vnútornými telomerickými sekvenciami.

Telomeráza sa nachádza vo vysokých množstvách v zárodočných bunkách (vajíčko a spermie) a taktiež v kmeňových bunkách. V týchto bunkách je aj po replikácii DNA zachovaná dĺžka telomér a bunky nevykazujú známky starnutia. Aktivita telomerázy súvisí s funkciou a proliferačnou aktivitou buniek. Je vysoká napr. v embryonálnych bunkách, v bunkách obnovujúcich sa tkanív ( lymfocyty , hematopoetické kmeňové bunky, bazálne bunky epidermis, bunky intestinálnych krypt) a v mužských zárodočných bunkách. Naopak mizne v diferencovaných somatických bunkách. Tiež je nadmerne aktívna v množstve nádorových buniek . Neobmedzená sebaobnova je jedným z charakteristických znakov rakoviny a dosahuje sa udržiavaním telomér prostredníctvom aktivácie telomerázy (hTERT). Predpokladá sa, že transkripčná regulácia hTERT hrá hlavnú úlohu pri aktivácii telomerázy rakovinových ochorení. Jej aktivácia sa podieľa na nesmrtelnosti nádorových buniek, nejde však o všeobecnú charakteristiku. Ak by sa v nich aktivita telomerázy dala vypnúť, ich teloméry by sa skrátili na kritickú dĺžku znamenajúcu ich smrť. To by zabránilo rakovinovým bunkám v nekontrolovanom delení.

Štúdie ukazujú, že dĺžka a architektúra telomér má priamy alebo nepriamy vplyv na reguláciu subtelomérnych génov a krížové interakcie s telomerázovou aktivitou a reguláciou. Preto sú ďalej potrebné rozsiahle biofyzikálne a biochemické štúdie enzýmu telomerázy, aby sme pochopili jeho presnú úlohu v biológii telomér, čo otvára aj široký priestor pre vývoj nových terapeutík, ktoré by mohli byť zamerané na zlepšenie diagnostiky a liečby mnohých ľudských chorôb spojených buď s dysfunkciou telomeráz alebo s umlčaním telomér.