Канонические и альтернативные функции теломеразы в клетке

Канонические и
альтернативные функции
теломеразы в клетке
Вероника Кедлян
Проблема недорепликации
Основной функцией теломеразы считается
удлинение теломер
Теломераза: TERT( РНК-связывающий домен, обратнотранскриптазный 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
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
Концентрации ионов в клетке
При которых работает
терминальная
трансферазная
активность
В нормальных
условиях
2 mM Mg2,
5-10
mM Mg2
3 mM Mn2.
0,0001mM Mn2
Мин 0.3
0,0001 mM Са2
mM Mn2
ингибир.:
3 mM Ca2
Однако неизвестно могут ли
достигаться в клетке такие
концентрации ?
Другой внутриклеточный
активатор?
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 Nконце 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 nuchTERT
- 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 3’fold-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 ТЕRТRMRP 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-21
mature microRNA-29a
mature microRNA-208a
RNA-interference
Спасибо за внимание!
Возможна амплификация с
помощью ТЕРТ на этих стадиях