Канонические и альтернативные функции теломеразы в клетке Вероника Кедлян

Проблема недорепликации Основной функцией теломеразы считается удлинение теломер

Теломераза: TERT( РНК-связывающий домен, обратно- транскриптазный и С-консервативный домен) TERC, дискерин.

Рабочий цикл теломеразы

Регуляция активности теломеразы Регуляция ТЕRТ- лимитирующая стадия в деятельности теломеразы: -Альтернативный сплайсинг ТЕРТ; -Регуляция белка TPP1, который привлекает теломеразу к концам теломер; -Обратимое фосфолирирование/ дефосфолирирование по серин/ треониновым и тирозиновым участкам

Лимит Хейфлика

Не объяснимо одной длиной теломер Индукция опухолей теломеразой без удлинения теломер Индукция старения активной теломеразой при удлиняющихся теломерах ?????

Альтернативные функции теломеразы Функции TERT будут рассмотрены далее Функции TERC пока не обнаружены

Эндонуклеазная активность Функции: -Удаление нетеломерных последовательностей на 3 конце ДНК (связывается комплементарно с матрицей, то, что за матрицей обрезается) -Разрез в случае присутствия мисметча с РНК-матрицей( ТЕRС) -Выравнивание 3-конца ДНК-праймера по трем 5-нуклеотидам матрицы(AAU)

Функции эндонуклеазной активности Поддержание консерватизма теломерных повторов репарация мутаций на теломерах Любые теломеры будут удлинены

Терминальная трансферазная активность Выявлена в присутствии высоких концентраций Mn. Состоит в добавлении дезоксинуклеотидов к теломерподобным последовательностям. Не требует матрицы

2 mM Mg2, 3 mM Mn2. Мин 0.3 mM Mn2 ингибир.: 3 mM Ca2 Однако неизвестно могут ли достигаться в клетке такие концентрации ? 5-10 mM Mg2 0,0001mM Mn2 0,0001 mM Са2 Другой внутриклеточный активатор? Концентрации ионов в клетке При которых работает терминальная трансферазная активность В нормальных условиях

Функции ТТ-активности SOS-репарация Удлинение теломер в отсутствие ТЕRC

Митохондриальный ТЕРТ Функции независимы от TERC(в митох.отсутствует) Содержит сигнал транспорта в митохондрии на N- конце из 20 амк (он не обрезается после транспортировки) и сигнал ядерного экспорта (NES) Локализован в матриксе В норме 10-20% от общего количества в клетке(при стрессе: >80%)

Распределение ТERT в клетке Регулируется путем посттрансляционных модификаций: - фосфолирирование SRC-киназой – экспорт из ядра - дефосфолирирование Shp-2-дефосфатазой – импорт в ядро

Функции ТЕRТ в митохондриях Взаимодействует с кодирующими участками мтДНК и возможно регулирует активность генов. Повышает мембранный потенциал. Подавляет формирование реактивных форм кислорода. Уменьшает вероятность апоптоза и некроза при окислительном стрессе, но не препятствует клеточному старению. Защита мтДНК от повреждений

Изменения в митохондриях в присутствии ТЕRT Митохондрии с WT hTERT Митохондрии с nuc hTERT

-ТЕРТ может участвовать в репликации и репарации митохондриальной ДНК: --Возможно синтез праймера для DNA pol.gamma -Участвует в репарации ds разрывов. -Праймером для обратной транскрипции служат тРНК

TERT – РНК полимераза!

RNA component of mitochondrial RNA processing endoribonuclease (RMRP) ТЕРТ может связывать RMRP RNA; Kомплекс hTERT-RMRP в отличие от hTERT-TERC не способен удлинять теломеры; Kомплекс hTERT-RMRP проявляет РНК-зависимую РНК-полимеразную активность

Комплекс ТЕRТ-RMRP RNА предпочтительно использует РНК способные формировать 3fold-back структуру в качестве матрицы

Уровень RMRP контролируется RdRP-зависимым механизмом, по принципу негативной обратной связи. -При введении RMRP в клетку уровень ее экспресии снижается. - ТЕRТ уменьшает экспрессию RMRP.

siRNAs регулируют уровень RMRP Супрессия комплекса Dicer привела к увеличению содержания эндогенной RMRP в 3.7 раза 1.Комплекс TERT-RMRP путем RdRP активности синтезирует ds RNAs 2. А эти ds RNAs служат предшественниками для синтеза siRNA

Неясно, какую РНК в принципе может амплифицировать комплекс: - ту, которая в его составе связана с ТЕРТ, то есть только RMRP RNA - любую РНК, которая может связать комплекс ТЕRТ- RMRP RNА Показана способность hTERT связывать и другие РНК.

Изменения содержания зрелых miRNA в условиях аноксии-реоксигенации В условиях аноксии-реоксигенации соотношения зрелых/к незрелым миРНК изменяется очень сильно. За счет чего обеспечивается такая сильная амплификация микроРНК?

ТERT может служить амплификатором miRNA Подавление экспрессии ТЕРТ приводит к уменьшению содержания миРНК. ТЕРТ амплифицирует незрелые миРНК, поскольку иначе невозможно формирование мисметчей характерных для зрелых миРНК mature microRNA-21mature microRNA-29amature microRNA-208a

RNA-interference

Спасибо за внимание!

Возможна амплификация с помощью ТЕРТ на этих стадиях