900 matches
-
inițial ARN sau ADN (pentru elongarea temporară a ADN ). Primerul este o catenă de acid ribonucleic care servește ca punct de start pentru replicarea ADN. Existența sa permite ADN polimerazelor (enzime ce catalizează replicarea ADN), să adauge noi și noi nucleotide la o catenă ADN deja existentă. Polimerazele au startul replicării începând de la capătul 3' al primerului și copiază catena opusă. În majoritatea cazurilor de replicare naturală a ADN, primer-ul pentru sinteza ADN și replicarea este o catenă scurtă de ARN
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
de obicei scurți, oligonucleotide sintetizate cu o lungime de cel mult 20 de baze. Respectivii primeri sunt hibridizați la un ADN țintă și apoi copiați de polimerază. Apariția și rolul primerului ARN în desfășurarea ulterioară a procesului de polimerizare a nucleotidelor pentru formarea noului ADN, sunt schematizate în fig. 3-14. În acest proces intervin următoarele elemente: a) ADN-polimeraza delta (δ); b) ADN-polimeraza alfa (α). Rolul polimerazelor este acela de a insera succesiv nucleotidele care sunt comple mentare catenei parentale (motrice). Până la
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
în desfășurarea ulterioară a procesului de polimerizare a nucleotidelor pentru formarea noului ADN, sunt schematizate în fig. 3-14. În acest proces intervin următoarele elemente: a) ADN-polimeraza delta (δ); b) ADN-polimeraza alfa (α). Rolul polimerazelor este acela de a insera succesiv nucleotidele care sunt comple mentare catenei parentale (motrice). Până la data elaborării acestui material, se cunoșteau șapte familii de ADN polimeraze, dintre care ADN polimerazele α, δ și ε sunt absolut indispensabile în replicarea celulelor de la eucariote. c) ssADN binding proteins sunt
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
o face continuu, adică fără ca procesul să se întrerupă, ceea ce crează senzația falsă, desigur, că ar exista o întrecere „de tip sportiv“ între cele două catene nou născute, mai exact, care dintre ele se lungește mai rapid prin adaos de nucleotide. Judecată în acest fel, „leading strand“ apare ca înaintată față de catena opusă (lagging strand = catena întârziată) care „are probleme“ și „complicații“ în procesul de elongație (a se vedea mai departe, procesul adaosului de nucleotide în fragmente Okazaki). Matricea 5'-3
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
lungește mai rapid prin adaos de nucleotide. Judecată în acest fel, „leading strand“ apare ca înaintată față de catena opusă (lagging strand = catena întârziată) care „are probleme“ și „complicații“ în procesul de elongație (a se vedea mai departe, procesul adaosului de nucleotide în fragmente Okazaki). Matricea 5'-3' nu poate fi citită de ADN polimeraza δ în această direcție, astfel că respectiva polimerază sintetizează catena fiică în direcția 3'-5'. Procedeul de lucru al polimerazei este total diferit față de de ceea ce se
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
de ADN polimeraza δ în această direcție, astfel că respectiva polimerază sintetizează catena fiică în direcția 3'-5'. Procedeul de lucru al polimerazei este total diferit față de de ceea ce se întâmplă pe „catena înaintată“, adică pe leading strand. Dacă acolo nucleotidele erau așezate în mod continuu, pe „catena întârziată“ (lagging strand) polimeraza adaugă discontinuu, unul după altul, fragmente scurte de nucleotide, cunoscute sub numele de fragmente Okazaki.1 Aceste „cărămizi“ distincte de nucleotide nu pot fi inserate decât după ce primaza construiește
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
lucru al polimerazei este total diferit față de de ceea ce se întâmplă pe „catena înaintată“, adică pe leading strand. Dacă acolo nucleotidele erau așezate în mod continuu, pe „catena întârziată“ (lagging strand) polimeraza adaugă discontinuu, unul după altul, fragmente scurte de nucleotide, cunoscute sub numele de fragmente Okazaki.1 Aceste „cărămizi“ distincte de nucleotide nu pot fi inserate decât după ce primaza construiește un primer pentru fiecare dintre ele. Reproducem în fig. 3-15 ansamblul schematizat al celui de al treilea pas al replicării
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
catena înaintată“, adică pe leading strand. Dacă acolo nucleotidele erau așezate în mod continuu, pe „catena întârziată“ (lagging strand) polimeraza adaugă discontinuu, unul după altul, fragmente scurte de nucleotide, cunoscute sub numele de fragmente Okazaki.1 Aceste „cărămizi“ distincte de nucleotide nu pot fi inserate decât după ce primaza construiește un primer pentru fiecare dintre ele. Reproducem în fig. 3-15 ansamblul schematizat al celui de al treilea pas al replicării ADN. Reiji Okazaki (1930-1975) a fost un biolog japonez specializat în biologie
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
de pe catena întârziată (lagging strand). Este un proces care se produce atunci când ADN-polimeraza ajunge la capătul catenei. Pe ultima porțiune a catenei lagging strand, când ARN primerul este îndepărtat, ADN-polimeraza nu mai este capabilă să adune și să lege noi nucleotide, deoarece nu mai există un primer. Astfel, ADN-polimeraza nu mai poate să etanșeze golul, capătul catenei parentale devenind ultimul primer legat, care nu va fi însă replicat. Astfel, aceste capete lineare ale moleculei de ADN (care corespund cu capetele cromozomilor
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
cunoscută nu este capabilă să inițieze sinteza unei catene de ADN, fără un primer inițial ARN sau ADN (pentru elongarea temporară a ADN). În aceeași fig. 3-21 se poate vedea și faptul că pe catena întârziată, lagging strand (registrul superior), nucleotidele nu sunt plasate în mod continuu, ci în „pachete“ (fragmentele Okazaki), catalizator fiind ADN polimeraza α. Fragmentul Okazaki este o porțiune de ADN relativ scurtă, de 1000 până la 2000 nucleotide la E. coli, și numai de 100-200 nucleotide la eucariote
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
și faptul că pe catena întârziată, lagging strand (registrul superior), nucleotidele nu sunt plasate în mod continuu, ci în „pachete“ (fragmentele Okazaki), catalizator fiind ADN polimeraza α. Fragmentul Okazaki este o porțiune de ADN relativ scurtă, de 1000 până la 2000 nucleotide la E. coli, și numai de 100-200 nucleotide la eucariote. Cum s-a mai precizat, aceste „pachete de ADN“, cu un primer ARN la 5' terminus, au fost evidențiate în 1968 de soții Reiji și Tsuneo Okazaki, în timpul studiilor pe
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
registrul superior), nucleotidele nu sunt plasate în mod continuu, ci în „pachete“ (fragmentele Okazaki), catalizator fiind ADN polimeraza α. Fragmentul Okazaki este o porțiune de ADN relativ scurtă, de 1000 până la 2000 nucleotide la E. coli, și numai de 100-200 nucleotide la eucariote. Cum s-a mai precizat, aceste „pachete de ADN“, cu un primer ARN la 5' terminus, au fost evidențiate în 1968 de soții Reiji și Tsuneo Okazaki, în timpul studiilor pe care le făceau asupra replicării ADN-ului unor
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
evidențiate în 1968 de soții Reiji și Tsuneo Okazaki, în timpul studiilor pe care le făceau asupra replicării ADN-ului unor bacteriofagi ADN în celulele de E. coli. În ce privește catena înaintată leading strand (registrul inferior), ADN polimeraza delta (δ) clădește așezând nucleotidele în mod continuu, pe catenă neexistând goluri. Pe parcursul întregului proces al replicării ADN, în orice împrejurare în care apare necesitatea „lipirii“ unor fragmente de ADN rupte, intervine ADN-ligaza. ADN-ligaza, numită metaforic „cleiul biologiei moleculare“, este o enzimă care catalizează reunirea
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
atât într-un proces de senescență prematură, cât și într-unul de instabilitate genomică: ciclurile de rupturi-fuziuni-punți (BFB) induc riscul transformării oncogene. Redăm după San-ho Kim și colab., (2002) o viziune schematică asupra consecințelor disfuncției telomerelor, atât al secvențelor de nucleotide din care ele sunt alcătuite, cât și al alterării unor proteine însoțitoare (a se vedea C. Structura moleculară a telomerelor, p. 189). Acest cercetător și colaboratorul său, P. S. Moorhead, au cultivat diferite celule diploide in vitro și au remarcat că
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
i-am putea atribui și previziunea a însăși desfășurării ciclice a multiplicării celulare, în fond o dogmă a continuității vieții. STRUCTURA MOLECULARĂ A TELOMERELOR șI A TELOMERAZEI La aceste formațiuni distingem: a) compoziția și așezarea în spațiu a secvențelor de nucleotide care alcătuiesc scheletul telomerelor; b) proteinele ata șate catenelor scurtă și lungă; c) al că tuirea moleculară a telomerazei, enzimă care catalizează replicarea ADN telomeric. a) Secvențele telomerice, constând din succesiuni de nucleotide plasate la capătul cromozomilor, au la om
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
și așezarea în spațiu a secvențelor de nucleotide care alcătuiesc scheletul telomerelor; b) proteinele ata șate catenelor scurtă și lungă; c) al că tuirea moleculară a telomerazei, enzimă care catalizează replicarea ADN telomeric. a) Secvențele telomerice, constând din succesiuni de nucleotide plasate la capătul cromozomilor, au la om o lungime de aproximativ 10 kb. La toate speciile de mamifere ADN-ul telomeric are forma unui „lasou“. Una dintre catene (cea superioară în fig. 3-33) e formată de secvențe care se repetă
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
ele. a) Proteine sau complexe proteinice cu proprietăți enzimatice, care controlează lungimea telomerelor (funcție legată esențial de acel ceasornic biologic, dar și de transformarea canceroasă, precum complexul TRF1-TANK ½, PINx1 ș.a. b) Proteine ori complexe proteinice cu funcții de protecție a nucleotidelor telomerice. Acestea formează așa numitul complex sheltherin, alcătuit din șase proteine: TRF1, TRF2, POT1, TPP1, TIN2 și RAP1 (fig. 3-36). Din punct de vedere evoluționist, POT1 și TPP1 de la om sunt cele mai conservate de-a lungul schimbărilor majore survenite
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
in vivo) cât și imortalizarea caracteristică celulelor canceroase. Așa cum s-a arătat, Alexei Mateevici Olovnikov (n. 1936) este primul care în 1973 și-a dat seama că în „jocul telomerelor“ (scurtarea lor treptată în senescență sau, dimpotrivă, continuarea sintezei de nucleotide care induce imortalizarea canceroasă) intervine o enzimă. Era, de altfel, și presupunerea, din păcate fără argumente experimentale, exprimată de J. D. Watson.15 Este meritul australiencei Elizabeth H. Blackburn (n. 1948), cercetător la Universitatea din San Francisco (UCSF) și a
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
critici. În ultimele decenii, experimentele de imortalizare a celulelor a fost alcătuită o listă cuprinzătoare a unor produși de imortalizarea celulară care includ plasmide, vectori retro- și adenovirali conținând atât hTERT cât și antigene T SV40. Evident că adaosul de nucleotide ca și protecția capetelor cromozomilor este reglată prin mecanisme de feed-back. Rolul principal în această reglare îl joacă tot proteinele complexului shelterin. În registrul inferior, o prezentare schematică a procesului de extindere a lanțului de nucleotide telomerice prin acțiunea telomerazei
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
Evident că adaosul de nucleotide ca și protecția capetelor cromozomilor este reglată prin mecanisme de feed-back. Rolul principal în această reglare îl joacă tot proteinele complexului shelterin. În registrul inferior, o prezentare schematică a procesului de extindere a lanțului de nucleotide telomerice prin acțiunea telomerazei, figurată ca o palmă cu degetul mare în jos. A - hTR (fir albastru), în calitatea sa de component ARN al telomerazei, aduce (furnizează) mesajul-matrice AAUCC pe baza căruia în B va fi asamblată prelungirea GGTTAG (în
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
albastru), în calitatea sa de component ARN al telomerazei, aduce (furnizează) mesajul-matrice AAUCC pe baza căruia în B va fi asamblată prelungirea GGTTAG (în negru) care va asigura că telomerele nu se scurtează, dimpotrivă, se lungesc prin continuu adaos de nucleotide. Evident, celălalt component al telomerazei, hTERT, asigură acțiunea catalitică a procesului. Destinul celulelor normale integrate într-un organism viu a fost modelat în culturi celulare. Aici au putut fi urmărite cele două direcții principale spre care se îndreaptă populațiile celulare
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
o inactivare a p.53 și p.Rb, ceea ce înseamnă de fapt că și astfel de celule (cu telomere scurtate n.n.) continuă să prolifereze, adică să-și mențină cvasi-constantă lungimea telomerelor. Fig. 3-44. Schema mecanismului ALT de schimb de informație prin recombinarea nucleotidelor telomerice aflate pe catenele celor doi cromozomi omologi A. ADN telomeric al primului cromozom (catene complementare - una maron, cealaltă verde). Pentru a suplini lipsa de nucleotide telomerice de pe cel de-al doilea cromozom, o porțiune din catena verde a primului
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
cvasi-constantă lungimea telomerelor. Fig. 3-44. Schema mecanismului ALT de schimb de informație prin recombinarea nucleotidelor telomerice aflate pe catenele celor doi cromozomi omologi A. ADN telomeric al primului cromozom (catene complementare - una maron, cealaltă verde). Pentru a suplini lipsa de nucleotide telomerice de pe cel de-al doilea cromozom, o porțiune din catena verde a primului cromozom invadează zona lezată de pe cromozomul unu. La un moment dat se va stabili în acel loc o structură tricatenară a ADN (B, porțiuni de catene
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
de la primul cromozom și verde de la al doilea cromozom - cel invadant, dar și reparator). În timpii C și D, are loc nu numai o extensie a catenei provenite de la cel de-al doilea cromozom (verde), dar și o sinteză de nucleotide care duce la elongarea catenei deficitare. Este meritul echipei formate din N. van Loon, D. Miller și J. P. Murnane de a fi descris, în 1994, mecanismul alternativ (ALT) al menținerii lungimii telomerelor în celulele umane (linia canceroasă He La
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]
-
ALT) al menținerii lungimii telomerelor în celulele umane (linia canceroasă He La). Izolarea, în 1984, a telomerazei de către Elizabeth Blackburn și Carol Greider, a impulsionat nu numai descifrarea mecanismului de acțiune al enzimei în procesul de extindere al lanțului de nucleotide repetitive TAGGG din telomere (problemă de biologie moleculară), dar a stimulat și interesul petnru cercetarea relației dintre telomerază și imortalizarea celulară (problemă de oncobiologie). Astfel, în 1989 Gregg Morin, profesor la departamentul de genetică medicală de la „British Columbia University“ (Canada
Oncogeneza virală by Petre Calistru, Radu Iftimovici, Ileana Constantinescu, Petre-Adrian Muțiu () [Corola-publishinghouse/Science/91991_a_92486]