Теломера млекопитающих: модель
Было продемонстрировано, что конец теломеры образует петлю (теломерная петля, или Т-петля ) и одноцепочечный G-хвост образует гетеродуплекс с ДНК, гомологичной теломерной последовательности, что приводит к локальному расплетанию двухцепочечной ДНК ( Д-петля ) [ Greider ea 1999 , Griffith ea 1999 ] ( рис. 2а ).
Предварительные экспериментальные данные показывают, что TRF1-белок связывается с теломерными повторами и, взаимодействуя между собой, может стабилизировать образование Т-петли. Белок TRF2 связывается с двухцепочечными теломерными повторами в основании Д-петли и, возможно, необходим для ее образования и стабилизации. В отсутствие белка TRF2 Т-петля не образуется, и концы теломер начинают узнаваться белками системы репарации, что приводит к остановке репликации ДНК, лигированию концов теломер разных хромосом и р53-зависимому апоптозу . Предполагается, что Т-петля отличает конец теломеры от простого двуцепочечного разрыва в хромосоме, который узнается белками репарационной системы. Таким образом, с помощью конформации Т-петли можно частично объяснить механизм контроля длины теломер и их защищенность от репарационной системы, узнающей разорванные концы ДНК.
Размер теломер в основном уменьшается за счет недорепликации концов хромосом, хотя в некоторых случаях не исключается деградация теломеры в результате активности экзонуклез. В культуре клеток фибробластов было подсчитано, что теломера теряет в среднем 50-150 п.н. за одно клеточное деление [ Blasco ea 1999 ]. Теломераза должна восстанавливать размер теломеры, но не индуцировать бесконтрольное увеличение ее размера. Модель Т-петли предполагает, что одноцепочечный G-хвост недоступен для теломеразы, если он находится в Д-петле. Таким образом, конец теломерной ДНК должен существовать в двух конформациях - в форме Т-петли и в линейной форме ( рис. 2б ), когда теломераза может осуществлять достраивание теломеры. Наиболее вероятно, что линейная форма теломеры образуется в процессе репликации ДНК, которая нарушает структуру Т-петли.
