Что такое теломера и почему она укорачивается?
Фермент, который строит новую цепь ДНК, называется ДНК-полимераза. И у нее есть очень важное ограничение:
ДНК-полимераза не может начинать синтез с нуля. Она может только добавлять нуклеотиды к уже существующей цепи.
Чтобы обойти это ограничесние, клетка использует другой фермент - праймазу. Она умеет синтезировать РНК, используя ДНК как шаблон. Когда начинается репликация, ДНК расплетается, и на одной из цепей праймаза:
- Смотрит на последовательность ДНК
- Строит короткую РНК, комплиментарную этой последовательности
- Эта РНК - праймер - прикрепляется к ДНК-матрице (шаблон, одна из двух цепей двойной спирали, на основе которой строится новая комплиментарная цепь)
- ДНК-полимераза садится на этот праймер и начинает строить ДНК
- Когда участок скопирован, РНК больше не нужна - она не является частью генома
- РНК-праймер удаляется
- Другая ДНК-полимераза вставляет вместо него ДНК
- Фермент лигаза запечатывает шов
ДНК-полимераза может прикреплять нуклеотиды ТОЛЬКО к концу цепи, который называется 3’-конец. Она двигается вдоль матрицы от 3’ к 5’, строя новую цепь в направлении 5’ → 3’.
Эта цепь называется ведущей, потому что репликационная вилка расширяется в том же направлении, в котором идет строительство новой цепи. Но нам нужно копировать и вторую цепь.
Репликационная вилка расширяется в сторону строительства ведущей цепи. С ведущей цепью проблем нет, а вот чтобы продолжать строить отстающую цепь, нам нужно добавлять новые праймеры справа.
Репликационная вилка движется вправо и доходит до конца хромосомы. Ведущая цепь скопирована без проблем.
На остающей цепи добавляется последний праймер.
Но что если последний праймер не попал на самый конец цепи? Тогда наша хромосома при копировании станет чуть короче. Есть греческое слово, означающее конец: telos. Так вот, концы цепей называются теломерами.