"Счетчик Клеточного Времени".

В октябре 2009 года в Стокгольме были объявлены имена лауреатов нобелевской премии по физиологии и медицине. Это американские учёные Элизабет блэкбёрн (Elizabeth Н. Blackburn), Кэрол грейдер (Carol W. Greider) и Джек Шостак (Jack W. Szostak), удостоившиеся самой престижной научной награды дословно "за Открытие Того, как Теломеры и Фермент Теломераза Защищают Хромосомы".

Мы попробуем разобраться, что такое и почему и каким образом они защищают.

"Хромосомы в защите Нуждаются".

Генетическая информация хранится в ядрах клеток в виде дезоксирибонуклеиновой кислоты (днк), которая плотно упакована в линейные хромосомы. В середине 1970-х годов Джек Шостак в своей лаборатории в медицинской школе гарварда провёл эксперимент. Он добавил в дрожжевые клетки фрагменты чужеродных молекул днк и обнаружил, что они не могут долго оставаться в клетке в исходном виде и встраиваются в хромосомы. Так выяснилось, что обломки хромосом нестабильны: они постоянно обмениваются участками с другими хромосомами, перестраиваются, в их нуклеотидных цепочках образуются разрывы, в то время как сами хромосомы остаются в неизменном виде. К счастью, клетки обладают функцией репарации - в них имеется система молекулярной "Починки" случайных разрывов в хромосомных цепочках.

Всё же оставалось неясным, почему днк в составе хромосом стабильна, а обломки без концевых последовательностей подвержены перестройкам. Исследования Пауля Германа Мюллера (лауреат нобелевской премии по физиологии и медицине 1946 года) и Барбары мак - клинток (лауреат нобелевской премии по физиологии и медицине 1983 года) в начале 1940-х годов показали, что концевые участки защищают хромосомы от перестроек и разрывов. Мюллер назвал эти особые участки теломерами - от двух греческих слов: Telos - конец и Meros - участок. Но что представляют собой эти участки и какую функцию они выполняют в клетке, учёные тогда ещё не знали.

"Теломеры Хромосомы Стабилизируют".

В 1975 году Элизабет блэкбёрн в лаборатории Джозефа Гала в йельском университете, изучая внехромосомные молекулы днк инфузории, обнаружила, что концевые участки этих молекул содержат тандемные повторяющиеся последовательности, состоящие из шести нуклеотидов: на каждом конце таких повторов было от 20 до 70.

В дальнейших экспериментах блэкбёрн и Шостак добавили в дрожжи молекулы днк с присоединёнными к ним повторами из инфузории и обнаружили, что молекулы днк стали стабильнее. В 1982 году в совместной публикации они предположили, что эти повторяющиеся последовательности нуклеотидов и есть теломеры.

Их догадка подтвердилась. Теперь уже точно известно, что теломеры состоят из повторяющихся нуклеотидных участков и набора специальных белков, особым образом организующих эти участки в пространстве. Теломерные повторы - весьма консервативные последовательности, например, повторы всех позвоночных состоят из шести нуклеотидов - Ttaggg, повторы всех насекомых из пяти - Ttagg, повторы большинства растений из семи - Tttaggg. Благодаря наличию в теломерах устойчивых повторов клеточная система репарации не путает теломерный участок со случайным разрывом. Таким путём обеспечивается стабильность хромосом: конец одной хромосомы не может соединиться с разрывом другой.

"Теломеры Укорачиваются Постоянно".

Теломерные повторы не просто стабилизируют хромосомы, они выполняют ещё одну важную функцию. Как известно, воспроизведение генетического материала от поколения к поколению происходит за счёт удвоения молекул днк с помощью специального фермента (днк - полимеразы. Этот процесс репликацией называется. Проблему "Концевой Репликации" ещё в 1970-х годах независимо сформулировали Алексей Матвеевич оловников и нобелевский лауреат Джеймс Уотсон. Она заключается в том, что днк - полимераза неспособна полностью скопировать концевые участки линейных молекул днк, она лишь наращивает уже имеющуюся полинуклеотидную нить.

Откуда же берётся начальный участок? Специальный фермент небольшую рнк-"затравку синтезирует". Её размер (.