Os pesquisadores de ASU descobrem a etapa crucial no ciclo catalítico da enzima do telomerase

Podemos nós ficar o forever novo, ou mesmo recapturamos juventude perdida?

A pesquisa do laboratório do professor Juliano Chen na escola de ciências moleculars na universidade estadual do Arizona descobriu recentemente uma etapa crucial no ciclo catalítico da enzima do telomerase. Este ciclo catalítico determina a capacidade da enzima humana do telomerase para sintetizar ADN “repetições” (segmentos específicos do ADN de seis nucleotides) em extremidades do cromossoma, e assim que tenha recursos para a imortalidade nas pilhas. Compreender o mecanismo subjacente da acção do telomerase oferece avenidas novas para a terapêutica antienvelhecimento eficaz. a ilustração que descreve o telomerase da enzima esta figura descreve o telomerase assim como os telomeres da enzima relativo a um cromossoma.

As pilhas humanas típicas são mortais e não podem para sempre renovar-se. Como demonstrado por Leonard Hayflick um meio-século há, as pilhas humanas têm um tempo replicative limitado, com as pilhas mais velhas que alcançam umas pilhas mais logo do que mais novas deste limite. Este de “limite Hayflick” de tempo celular é relacionado directamente ao número de repetições originais do ADN encontradas nas extremidades dos cromossomas genéticos do material-rolamento. Estas repetições do ADN são parte das estruturas tampando protectoras, denominada os “telomeres,” que protegem as extremidades dos cromossomas dos rearranjos indesejáveis e despropositados do ADN que desestabilizam o genoma.

Cada vez que a pilha se divide, os psiquiatras telomeric do ADN e eventualmente não fixarão as extremidades do cromossoma. Esta redução contínua do comprimento do telomere funciona como “um pulso de disparo molecular” esse contagens para baixo ao fim do crescimento da pilha. A capacidade diminuída para que as pilhas cresçam é associada fortemente com o processo do envelhecimento, com a população reduzida da pilha que contribui directamente à fraqueza, à doença, e à falha do órgão.

A fonte de juventude a nível molecular

Neutralizar o processo shrinking do telomere é a enzima, o telomerase, que guardara excepcionalmente a chave a atrasar ou mesmo a inverter o processo do envelhecimento celular. O Telomerase desloca o envelhecimento celular alongando os telomeres, adicionando para trás repetições perdidas do ADN para adicionar o tempo na contagem regressiva molecular do pulso de disparo, estendendo eficazmente o tempo da pilha. O Telomerase alonga telomeres repetidamente sintetizando repetições muito curtos do ADN de seis nucleotides -- os blocos de apartamentos de ADN -- com a seqüência “GGTTAG” no cromossoma termina de um molde do RNA situado dentro da enzima própria. Contudo, a actividade da enzima do telomerase é insuficiente para restaurar completamente as repetições telomeric perdidas do ADN, nem para parar o envelhecimento celular.

O encolhimento gradual dos telomeres afecta negativamente a capacidade replicative de células estaminais adultas humanas, as pilhas que restauram tecidos danificados e/ou reabastecem órgãos do envelhecimento em nossos corpos. A actividade do telomerase em células estaminais adultas retarda meramente a contagem regressiva do pulso de disparo molecular e não imortaliza completamente estas pilhas. Conseqüentemente, as células estaminais adultas tornam-se esgotado nos indivíduos envelhecidos devido à gordura do comprimento do telomere que conduz às épocas e à degradação curas aumentadas do tecido do órgão das populações inadequadas da pilha.

Batendo a capacidade plena do telomerase

Compreender o regulamento e a limitação da enzima do telomerase mantem a promessa de inverter a gordura do telomere e o envelhecimento celular com o potencial estender o tempo humano e melhorar a saúde e o bem-estar de indivíduos idosos. A pesquisa do laboratório de Chen e seus colegas, Yinnan Chen, Joshua Podlevsky e Dhenugen Logeswaran, descobriu recentemente uma etapa crucial no ciclo catalítico do telomerase que limita a capacidade do telomerase para sintetizar repetições telomeric do ADN em extremidades do cromossoma.

O “Telomerase tem um sistema de travagem incorporado para assegurar a síntese precisa de repetições telomeric correctas do ADN. Este freio de protecção, contudo, igualmente limita a actividade total da enzima do telomerase,” disse o professor Chen. “Encontrar uma maneira de liberar correctamente os freios na enzima do telomerase tem o potencial restaurar o comprimento perdido do telomere de células estaminais adultas e mesmo ao envelhecimento celular reverso próprio.”

Este freio intrínseco do telomerase refere um sinal de pausa, codificado dentro do molde do telomerase próprio do RNA, para que a enzima pare a síntese do ADN no fim da seqüência “GGTTAG”. Quando o telomerase reinicia a síntese do ADN para a repetição seguinte do ADN, este sinal de pausa é ainda active e limita a síntese do ADN. Além disso, a revelação do sistema de travagem resolve finalmente o mistério de há décadas de porque um único, nucleotide específico estimula a actividade do telomerase. Especificamente visando o sinal de pausa que impede reiniciar a síntese da repetição do ADN, a função enzimático do telomerase pode ser sobrecarregada para deter melhor a redução do comprimento do telomere, com o potencial rejuvenescer células estaminais adultas humanas de envelhecimento.

As doenças humanas que incluem o congenita do dyskeratosis, a anemia não plástica, e a fibrose pulmonaa idiopática foram ligadas genetically às mutações que afectam negativamente a actividade do telomerase e/ou aceleram a perda de comprimento do telomere. Este telomere acelerado que encurta pròxima assemelha-se ao envelhecimento prematuro com deterioração aumentada do órgão e a um tempo paciente encurtado das populações crìtica insuficientes da pilha. A actividade crescente do telomerase é os meios convenientemente os mais prometedores de tratar estas doenças.

Quando a actividade aumentada do telomerase poderia trazer a juventude às pilhas de envelhecimento e curar prematuro envelhecimento-como doenças, demasiada de uma boa coisa pode ser prejudicial para o indivíduo. Apenas porque as células estaminais jovens usam o telomerase para deslocar a perda do comprimento do telomere, as células cancerosas empregam o telomerase para manter seu crescimento aberrante e destrutivo. A função de aumento e de regulamento do telomerase terá que ser executada com a precisão, andando uma linha estreita entre o rejuvenescimento da pilha e um risco aumentado para a revelação do cancro.

Distinto das células estaminais humanas, as pilhas somáticas constituem a grande maioria das pilhas no corpo humano e faltam a actividade do telomerase. A deficiência do telomerase de pilhas somáticas humanas reduz o risco de revelação do cancro, porque o telomerase abastece crescimento descontrolado da célula cancerosa. Conseqüentemente, as drogas que aumentam a actividade do telomerase indiscriminada em todos os tipos da pilha não são desejadas. Para o objetivo precisamente de aumentar a actividade do telomerase selectivamente dentro das células estaminais adultas, esta descoberta revela a etapa crucial no ciclo catalítico do telomerase como um alvo novo importante da droga. As drogas pequenas da molécula podem ser seleccionadas ou projectado aumentar exclusivamente a actividade do telomerase dentro das células estaminais para o tratamento da doença assim como das terapias antienvelhecimento sem aumentar o risco de cancro.

Source: https://asunow.asu.edu/20180223-discoveries-asu-scientists-unveil-immortality-enzyme-telomerase