TTAGGG - Didattica delle Scienze

Il telomero è la regione terminale del cromosoma (vedi la figura al lato), composta di DNA altamente ripetuto, che non codifica. Ha un ruolo determinante nell'evitare la perdita di informazioni durante la duplicazione dei cromosomi. La DNA polimerasi, infatti, non è in grado di replicare il cromosoma fino alla sua terminazione sul filamento legging (:in ritardo); quando l'ultimo innesco a RNA (primer) è rimosso, non c'è nessun innesco a monte cui una DNA polimerasi possa legarsi per riempire il vuoto derivante dalla rimozione di tale primer. A causa di ciò, il filamento di DNA che si è formato come filamento tardivo sarebbe accorciato ad ogni divisione cellulare. Se non ci fossero i telomeri, che quindi vengono accorciati ad ogni replicazione, la replicazione del DNA comporterebbe in ogni occasione una significativa perdita di informazione genetica.
Nell'uomo, la sequenza ripetuta nei telomeri è composta di sei nucleotidi 5'-TTAGGG-3', ripetuti per una lunghezza che va da 3 a 20 kilobasi. Sono presenti 100-300 kilobasi addizionali di ripetizioni telomero-associate, che si dispongono tra il telomero ed il resto del cromosoma. La sequenza telomerica varia da specie a specie (vedi sotto), ma generalmente è ricca in GC.
Nella maggior parte dei procarioti, i cromosomi sono circolari: ciò significa che non presentano alcun tipo di telomero. Una piccola parte dei cromosomi batterici, tuttavia, sono lineari e possiedono regioni telomeriche, che sono comunque molto differenti da quelle eucariotiche, sia a livello di struttura che di funzione.

La presenza di un limite al numero di divisioni cellulari, dovuto all'accorciamento dei telomeri, fu individuato er la prima volta da Leonard Hayflick. Tali osservazioni lo portarono ad ipotizzare un ben preciso numero massimo di mitosi, che fu appunto definito limite di Hayflick. La correlazione tra senescenza cellulare e numero di Hayflick fu provata solo nel 1998. (testi tratti da http://it.wikipedia.org/wiki/Telomero).

Alcune sequenze terminali
Su http://telomerase.asu.edu/sequences.html potete trovare il database completo
Vertebrati    TTAGGG
Funghi   TTAGGG
Protozoi   TTGGGG
Piante superiori   TTTAGGG
Alghe verdi    TTTTAGGG
Insetti   TTAGG
Anellidi   TTAGGC
Candida albicans  GGTGTACGGATGTCTAACTTCTT

I telomeri sono estesi dall'enzima telomerasi, che rappresenta una classe di retrotrascrittasi specializzate, presenti in numerosi organismi (tra cui l'uomo), ma non in tutti e soprattutto non in tutte le fasi dello sviluppo. Nell'uomo le telomerasi sono attive solo nelle cellule della linea germinale: ciò significa che, ad ogni replicazione, i telomeri umani si accorciano di un certo numero di paia di basi.

La telomerasi evita questo progressivo accorciamento del filamento tardivo agendo come una trascrittasi inversa. Al suo interno contiene infatti un RNA stampo (3'-AAUCCCAAU-5') che serve per prolungare il filamento leading (principale) neosintetizzato. Un ulteriore estensione dell'estremità 3' del filamento principale  fornisce il modello necessario per la DNA polimerasi per completare la sintesi del filamento in lagging (lritardo) a partire da ulteriori primers. Questo meccanismo lascia comunque a livello del telomero un filamento sporgente all'estremità 3'.

Nei cromosomi dei mammiferi, la fine a singolo filamento serve per formare un loop, producendo una struttura a tripla elica simile al D-loop mitocondriale, che è stabilizzata da legami con proteine telomero-specifiche.

Il premio Nobel 2009 per la medicina è andato a tre ricercatori statunitensi, Elizabeth H. Blackburn, Carol W. Greider e Jack W. Szostak, proprio per la scoperta del meccaniso in cui i cromosomi sono protetti dai telomeri e l'azione della telomerasi. La scoperta del 1985 ha aperto la strada alla ricerca sull'invecchiamento cellulare: in seguito alla riproduzione cellulare la lunghezza dei telomeri, al termine dei cromosomi, si riduce progressivamente fino a quando non riescono più a proteggere i cromosomi. Le cellule quindi, non riuscendo più duplicarsi correttamente, prendendo la via dell'apoptosi vedendo implicata anche la proteina p53 (a sua volta legata con l'oncogenesi). La telomerasi è l'enzima alla base del processo, scoperto dai premi nobel nell'università di Berkeley, il quale può sintetizzare nuove sequenze telomeriche, allungando di fatto la vita cellulare. Il problema è che nelle cellule somatiche con il passare del tempo l'attività telomerasica tende a scomparire. Per mantenere un continuo ricambio cellulare, in molti tessuti sono presenti le cellule staminali, che grazie a telomerasi attive non incorrono nello stesso processo di degenerazione.