Diferencia entre revisiones de «Telómero»
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| − | Los telómeros fueron identificados por H.J. Muller durante la década de los años 30. Desde entonces, se ha profundizado | + | Los telómeros fueron identificados por [[Hermann Joseph Muller|H.J. Muller]] durante la década de los años 30. Desde entonces, se ha profundizado en el conocimiento de estas estructuras, gracias a la introducción de la moderna tecnología de la [[Genética molecular]]. Un resumen de los principales trabajos realizados en los primeros años de aplicación de estas técnicas fue publicado en [[1984]] por Blackburn y Szostack.<ref>Blackburn E. H.; Szostak J. W. ''Molecular structure of centromeres and telomeres''. Ann Rev Biochem 1984;53:163-94.</ref> |
| − | + | En el [[2015]], un grupo de investigadores del [[Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas]], en [[España]], demostró que para que se desencadene la [[fibrosis pulmonar idiopática|fibrosis pulmonar]] deben estar afectados los telómeros.<ref>''Telómeros y el origen de la fibrosis pulmonar idiopática''. Tomado de '''Juventud Rebelde''' (Edición digital). Disponible en: http://www.juventudrebelde.cu/ciencia-tecnica/2015-07-05/telomeros-y-el-origen-de-la-fibrosis-pulmonar-idiopatica/. Consultado el 14 de julio de 2015.</ref> | |
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| − | Sin embargo, su función más notoria es la de servir como un reloj mitótico que mide y regula el número de las divisiones celulares.<ref>Chiu C. P.; Harley C. B. ''Replicative senescence and cell inmortality: the role of telomeres and telomerase''. Proc Soc Exp Biol Med 1997;214:99-106.</ref> Los telómeros se acortan con cada división celular y el número de divisiones que la célula puede experimentar se correlaciona con la longitud de los telómeros.<ref>Counter C. M. ''The roles of telomeres and telomerase in cell life span''. Mutat Res 1996;366:45-63.</ref> Este acortamiento pudiera eliminar genes indispensables para la vida o silenciar genes cercanos por el efecto de posición del telómero. Una longitud crítica pudiera ser la señal para la entrada en la senescencia celular. | + | Los telómeros representan estructuras esenciales para las células, pues evitan la [[fusión cromosómica]], desempeñan un importante papel en mantener la estabilidad cromosómica<ref>Pommier J. P.; Lebeau J.; Ducray C.; Sabatier L. ''Chromosomal instability and alteration of telomere repeat sequence''. Biochimie 1995;77:817-25.</ref> y participan tanto en la [[meiosis]] como en la [[mitosis]].<ref>Kirk K. E.; Harmon B. P; Reichardt I. K.; Sedat J. W.; Blackburn E. H. ''Block in znaphase chromosome separation caused by telomerase template mutation''. Science 1997;275:1478-81.</ref> |
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| + | Sin embargo, su función más notoria es la de servir como un reloj mitótico que mide y regula el número de las [[División celular|divisiones celulares]].<ref>Chiu C. P.; Harley C. B. ''Replicative senescence and cell inmortality: the role of telomeres and telomerase''. Proc Soc Exp Biol Med 1997;214:99-106.</ref> Los telómeros se acortan con cada división celular y el número de divisiones que la célula puede experimentar se correlaciona con la longitud de los telómeros.<ref>Counter C. M. ''The roles of telomeres and telomerase in cell life span''. Mutat Res 1996;366:45-63.</ref> Este acortamiento pudiera eliminar genes indispensables para la vida o silenciar genes cercanos por el efecto de posición del telómero. Una longitud crítica pudiera ser la señal para la entrada en la [[senescencia celular]]. | ||
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| + | Cuando el telómero llega a las 100 repeticiones tan solo se activa la senescencia celular, para impedir la pérdida de genes. Para evitar la pérdida existen varias estrategias que se dan en diferentes seres vivos: | ||
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| + | *'''Bucle–T:''' la secuencia monocatenaria de [[ADN]] forma un bucle en el que el extremo terminal monocatenario se introduce dentro de la parte telomérica de doble hebra y se une a una de las hebras. Formando una región de triple hélice (Bucle–D). Esta estructura está reforzada con varias proteínas que la mantienen estable, protegiendo el extremo 3’ de las exonucleasas naturales del núcleo encargadas de eliminar el ADN monocatenario. | ||
| + | *'''Cuadruplexo de guanina:''' Cuatro [[Guanina|guaninas]] de la misma hebra sencilla interaccionan entre ellas para dar mayor estabilidad a la hebra y protegerla. Esta estructura también requiere la colaboración de un número importante de proteínas. | ||
| + | *'''Telomerasa:''' Es una [[ribozima]] (una subunidad es ARN) con actividad transcriptasa inversa (3’ -> 5’). La telomerasa alarga el telómero utilizando como molde su [[ARN]]. Esta ribozima solo está activa en células germinales embrionarias permitiendo el alargamiento de los telómeros. También se ha descrito su actividad en tejidos cancerosos favoreciendo la proliferación de las células cancerosas. Como se ve su actividad podría alargar la vida de las células, pero su actividad incontrolada es perjudicial. | ||
== Estructura == | == Estructura == | ||
| − | En los ciliados y en S. cerevisiae los telómeros se encuentran en una forma de estructura cromatínica particular no nucleosómica que ha sido denominada telosoma. Los nucleosomas adyacentes presentan histonas hipoacetiladas características de la cromatina que no se transcribe activamente. | + | En los ciliados y en ''S. cerevisiae'' los telómeros se encuentran en una forma de estructura cromatínica particular no nucleosómica que ha sido denominada [[telosoma]]. Los nucleosomas adyacentes presentan histonas hipoacetiladas características de la cromatina que no se transcribe activamente. |
En mamíferos, donde son mucho más largos, se presentan formados por nucleosomas pero hacia la zona más extrema aparecen como telosomas. | En mamíferos, donde son mucho más largos, se presentan formados por nucleosomas pero hacia la zona más extrema aparecen como telosomas. | ||
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| + | Los telómeros están formados por heterocromatina, es decir, cromatina que no se transcribe, no codifica para proteínas. Normalmente la secuencia telomérica está compuesta por secuencias repetidas y secuencias satélite. | ||
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| + | En animales la secuencia repetida tiene esta estructura de bases TTAGGG y en plantas es algo diferente TTTGGG, son muy parecidas lo que revela su importancia, puesto que han sufrido pocos cambios a pesar de la enorme distancia evolutiva que separa a las plantas de los animales. Estas secuencias se repiten en número variable de veces tanto para diferentes especies como dentro de cada especie en los diferentes tejidos. En el ser humano el número medio de repeticiones es de 2000. | ||
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En casi todos los eucariontes estudiados, el ADN telomérico (ADNt) consiste en repeticiones en tanden de pequeñas secuencias nucleotídicas con una distribución asimétrica de los pares G:C, pues las G se acumulan en una de las hebras (hebra G) y se encuentran agrupadas. La hebra G está orientada de 5' a 3' hacia el extremo del telómero y forma el extremo 3' del ADN cromosómico. | En casi todos los eucariontes estudiados, el ADN telomérico (ADNt) consiste en repeticiones en tanden de pequeñas secuencias nucleotídicas con una distribución asimétrica de los pares G:C, pues las G se acumulan en una de las hebras (hebra G) y se encuentran agrupadas. La hebra G está orientada de 5' a 3' hacia el extremo del telómero y forma el extremo 3' del ADN cromosómico. | ||
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| + | El ADN telomérico consta de pequeñas secuencias repetidas ricas en bases de guanina con un extremo monofibrilar. El extremo monofibrilar puede formar estructuras de tipo secundario por apareamiento de las bases de guanina. Estas repeticiones sirven para la unión a proteínas tanto en la doble hebra como en la zona monofibrilar. | ||
En la zona más extrema no está apareada formando un segmento final monofibrilar con una longitud que varía según la especie. La longitud del telómero es variable. Cada organismo posee una longitud media característica. La cantidad de ADNt por cromosoma también fluctúa. | En la zona más extrema no está apareada formando un segmento final monofibrilar con una longitud que varía según la especie. La longitud del telómero es variable. Cada organismo posee una longitud media característica. La cantidad de ADNt por cromosoma también fluctúa. | ||
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En algunos organismos la longitud promedio de los telómeros responde a cambios genéticos o nutricionales. | En algunos organismos la longitud promedio de los telómeros responde a cambios genéticos o nutricionales. | ||
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| − | La replicación de los telómeros es sólo necesaria para compensar la pequeña y lenta pérdida de ADN que resulta de la replicación incompleta, por lo | + | La replicación de los telómeros es sólo necesaria para compensar la pequeña y lenta pérdida de ADN que resulta de la replicación incompleta, por lo que es considerada como una función de reparación. En este proceso, el ADN telomérico no tiene exactamente la función de molde. |
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| − | + | *''Telómeros y telomerasas''. Tomado de la Revista Cubana de Investigaciones Biomédicas 1999;18 (2):121–9. Disponible en: http://bvs.sld.cu/revistas/ibi/vol18_2_99/ibi09299.htm. Consultado el [[14 de julio]] de [[2015]]. | |
| + | *''Telómero''. Publicado el [[25 de junio]] de [[2013]]. Disponible en: http://biologia.laguia2000.com/genetica/telomero. Consultado el 14 de julio de 2015. | ||
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Telómero. Los telómeros constituyen estructuras especializadas que forman los extremos de los cromosomas eucariontes que participan en funciones celulares tan importantes como la mitosis, la estabilidad cromosómica y el tiempo de vida de las estirpes celulares.
Sumario
Descubrimientos
Los telómeros fueron identificados por H.J. Muller durante la década de los años 30. Desde entonces, se ha profundizado en el conocimiento de estas estructuras, gracias a la introducción de la moderna tecnología de la Genética molecular. Un resumen de los principales trabajos realizados en los primeros años de aplicación de estas técnicas fue publicado en 1984 por Blackburn y Szostack.[1]
En el 2015, un grupo de investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas, en España, demostró que para que se desencadene la fibrosis pulmonar deben estar afectados los telómeros.[2]
Funciones
Los telómeros representan estructuras esenciales para las células, pues evitan la fusión cromosómica, desempeñan un importante papel en mantener la estabilidad cromosómica[3] y participan tanto en la meiosis como en la mitosis.[4]
Sin embargo, su función más notoria es la de servir como un reloj mitótico que mide y regula el número de las divisiones celulares.[5] Los telómeros se acortan con cada división celular y el número de divisiones que la célula puede experimentar se correlaciona con la longitud de los telómeros.[6] Este acortamiento pudiera eliminar genes indispensables para la vida o silenciar genes cercanos por el efecto de posición del telómero. Una longitud crítica pudiera ser la señal para la entrada en la senescencia celular.
Cuando el telómero llega a las 100 repeticiones tan solo se activa la senescencia celular, para impedir la pérdida de genes. Para evitar la pérdida existen varias estrategias que se dan en diferentes seres vivos:
- Bucle–T: la secuencia monocatenaria de ADN forma un bucle en el que el extremo terminal monocatenario se introduce dentro de la parte telomérica de doble hebra y se une a una de las hebras. Formando una región de triple hélice (Bucle–D). Esta estructura está reforzada con varias proteínas que la mantienen estable, protegiendo el extremo 3’ de las exonucleasas naturales del núcleo encargadas de eliminar el ADN monocatenario.
- Cuadruplexo de guanina: Cuatro guaninas de la misma hebra sencilla interaccionan entre ellas para dar mayor estabilidad a la hebra y protegerla. Esta estructura también requiere la colaboración de un número importante de proteínas.
- Telomerasa: Es una ribozima (una subunidad es ARN) con actividad transcriptasa inversa (3’ -> 5’). La telomerasa alarga el telómero utilizando como molde su ARN. Esta ribozima solo está activa en células germinales embrionarias permitiendo el alargamiento de los telómeros. También se ha descrito su actividad en tejidos cancerosos favoreciendo la proliferación de las células cancerosas. Como se ve su actividad podría alargar la vida de las células, pero su actividad incontrolada es perjudicial.
Estructura
En los ciliados y en S. cerevisiae los telómeros se encuentran en una forma de estructura cromatínica particular no nucleosómica que ha sido denominada telosoma. Los nucleosomas adyacentes presentan histonas hipoacetiladas características de la cromatina que no se transcribe activamente.
En mamíferos, donde son mucho más largos, se presentan formados por nucleosomas pero hacia la zona más extrema aparecen como telosomas.
Estructura citológica
Los telómeros están formados por heterocromatina, es decir, cromatina que no se transcribe, no codifica para proteínas. Normalmente la secuencia telomérica está compuesta por secuencias repetidas y secuencias satélite.
En animales la secuencia repetida tiene esta estructura de bases TTAGGG y en plantas es algo diferente TTTGGG, son muy parecidas lo que revela su importancia, puesto que han sufrido pocos cambios a pesar de la enorme distancia evolutiva que separa a las plantas de los animales. Estas secuencias se repiten en número variable de veces tanto para diferentes especies como dentro de cada especie en los diferentes tejidos. En el ser humano el número medio de repeticiones es de 2000.
ADN telomérico
En casi todos los eucariontes estudiados, el ADN telomérico (ADNt) consiste en repeticiones en tanden de pequeñas secuencias nucleotídicas con una distribución asimétrica de los pares G:C, pues las G se acumulan en una de las hebras (hebra G) y se encuentran agrupadas. La hebra G está orientada de 5' a 3' hacia el extremo del telómero y forma el extremo 3' del ADN cromosómico.
El ADN telomérico consta de pequeñas secuencias repetidas ricas en bases de guanina con un extremo monofibrilar. El extremo monofibrilar puede formar estructuras de tipo secundario por apareamiento de las bases de guanina. Estas repeticiones sirven para la unión a proteínas tanto en la doble hebra como en la zona monofibrilar.
En la zona más extrema no está apareada formando un segmento final monofibrilar con una longitud que varía según la especie. La longitud del telómero es variable. Cada organismo posee una longitud media característica. La cantidad de ADNt por cromosoma también fluctúa.
En algunos organismos la longitud promedio de los telómeros responde a cambios genéticos o nutricionales.
Replicación
En la estructura de los telómeros predomina la zona de repeticiones en la doble hebra y solamente el extremo terminal presenta la estructura monofibrilar. Tanto en levaduras, en humanos, como en otros organismos los telómeros se replican al final de la fase S.[7]
La replicación de los telómeros es sólo necesaria para compensar la pequeña y lenta pérdida de ADN que resulta de la replicación incompleta, por lo que es considerada como una función de reparación. En este proceso, el ADN telomérico no tiene exactamente la función de molde.
Referencias
- ↑ Blackburn E. H.; Szostak J. W. Molecular structure of centromeres and telomeres. Ann Rev Biochem 1984;53:163-94.
- ↑ Telómeros y el origen de la fibrosis pulmonar idiopática. Tomado de Juventud Rebelde (Edición digital). Disponible en: http://www.juventudrebelde.cu/ciencia-tecnica/2015-07-05/telomeros-y-el-origen-de-la-fibrosis-pulmonar-idiopatica/. Consultado el 14 de julio de 2015.
- ↑ Pommier J. P.; Lebeau J.; Ducray C.; Sabatier L. Chromosomal instability and alteration of telomere repeat sequence. Biochimie 1995;77:817-25.
- ↑ Kirk K. E.; Harmon B. P; Reichardt I. K.; Sedat J. W.; Blackburn E. H. Block in znaphase chromosome separation caused by telomerase template mutation. Science 1997;275:1478-81.
- ↑ Chiu C. P.; Harley C. B. Replicative senescence and cell inmortality: the role of telomeres and telomerase. Proc Soc Exp Biol Med 1997;214:99-106.
- ↑ Counter C. M. The roles of telomeres and telomerase in cell life span. Mutat Res 1996;366:45-63.
- ↑ Shimada Y.; Nakano M.; Kanda N.; Murakami–Murofushi K.; Kim J. K.; Ide T, et al. Cycle-dependent activation of telomerase in naturally synchronized culture of a true slime mold, Physarum polycephalum. Biochem Biophys Res Commun 1997;232:4921–6.
Fuentes
- Telómeros y telomerasas. Tomado de la Revista Cubana de Investigaciones Biomédicas 1999;18 (2):121–9. Disponible en: http://bvs.sld.cu/revistas/ibi/vol18_2_99/ibi09299.htm. Consultado el 14 de julio de 2015.
- Telómero. Publicado el 25 de junio de 2013. Disponible en: http://biologia.laguia2000.com/genetica/telomero. Consultado el 14 de julio de 2015.
