Os extremos dos cromossomos normais são constituídos por estruturas denominadas telômeros, que desempenham um importante papel em seu comportamento, como impedir a união de cromossomos.


            Os telômeros compõem-se de seqüências curtas de nucleotídeos repetidas centenas de vezes em leveduras e vários milhares de vezes em vertebrados. Nos cromossomos humanos a seqüência é [5’ – TTAGGG – 3’], formando um segmento de DNA de aproximadamente 10kb no extremo do cromossomo. A fita complementar, rica em C, terminam um pouco antes da fita rica em G, de modo que a última forma uma fita terminal monocatenaria no extremo do cromossomo. Como a síntese de DNA avança somente na direção 5’ ® 3’ e depende da presença de um iniciador, a síntese de DNA no extremo do cromossomo é interrompida. A duplicação cromossômica normal produz um encurtamento progressivo de telômeros, até que, depois de um número de divisões celulares os cromossomos se tornam instáveis e a célula morre.

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           Em cada ciclo de replicação cromossomal perdem em torno de 150 pares de bases na porção 5’ do DNA; isso reflete a inabilidade das DNA’s convencionais de replicar as extremidades dos telômeros.  

            Propriedades dos Telômeros:

· Proteção das extremidades dos cromossomos de exonucleases e ligases.

· Previne recombinações aberrantes e fusão dos cromossomos.

· Regula reconhecimento e separação do cromossomo mitótico.

· Forma complexos com proteínas.

· Permite a completa replicação do DNA linear.

        

        Histórico da descoberta da telomerase

Shampay et al. demonstraram em 1984 que seqüências teloméricas de DNA de Tetrahymena, quando introduzidas em fungos, tornaram-se alongadas com seqüências teloméricas de fungos. Em 1985 Greider e Blackburn detectaram extratos Tetrahymena uma atividade que adicionava repetições teloméricas em primers formados por oligonucleotídeos de DNA teloméricos de fita simples. Também mostraram que este processo era inativado tratando-se o extrato com enzimas que degradam o RNA. Tal atividade RNA-dependente foi denominada transferase terminal ou telomerase, que mostrou ser um complexo ribonucleoproteico que utiliza seqüências de seu prórpio RNA para a síntese de seqüências teloméricas de RNA.

 

Complexo Telômero - Telomerase

1. Telomerase-RNA (TR) – Varia de 159 bases em Tetrahymena, 450 bases em humanos e 1,3 Kb em leveduras; em todos os casos os TRs contêm seqüências de repetições complementares ao DNA telomérico, sintetizadas pela enzima. Em Tetrahymena, o molde de RNA é AACCCCAAC, que se liga à terminação TGG naextremidade 3’ do DNA.

5’ (DNA)  TTG – 3’
              AACCCCAAC

            A polimerização leva ao alongamento do DNA, terminando com a extremidade TTG com a qual pode parear novamente o RNA  da telomerase, reiniciando o ciclo.

5’ (DNA) TTGGGGTTG – 3’
             AACCCCAAC    

            2. Subunidade catalítica – A transcriptase reversa da telomerase (TRT) foi descoberta pelo grupo com atividade do telomerase em Euplotes dediculatus.

            Sabe-se que a telomerase é conservada dentre vários organismos, devido estudos feitos alinhando motifs destes organismos.

Telomerase Reverse Transcriptases (TERT)

 

[Telomerase Reverse Transcriptases]

            Nas sequências abaixo, utilizando as técnicas de alinhamento, sequências de aminoácidos para domínios conservados de trancriptase reversa (RT) estão comparados com TRT's, de três diferentes espécies. "b" são aminoácidos periféricos em RT. "d" e "m" são aminoácidos importantes para a ligalção de dNTP e íon magnésio para a polimerisação. Esses resíduos são conservados exceto no domínio T.

[TRT alignment]

              ATIVAÇÃO DA TELOMERASE

              O oncogene E6 do papiloma vírus humano (HPV) e o MYC são capazes de regular a atividade da telomerase. O HPV está relacionado ao câncer cervical em humanos. Primeiramente dois genes virais (E6 e E7) foram responsabilizados por esta atividade tumoral. Estes genes foram capazes de ativar a telomerase em queratinócitos. Verificou-se que o gene E6 degrada P53 uma proteína supressora de replicação e conseqüente de tumores e é capaz de ativar o oncogene MYC, apesar de serem causadas pelo mesmo gene, aparentemente, estas atividades são independentes. O gene MYC está relacionado com a síntese da subunidade catalítica da telomerase (TERT). Verificou-se que no desenvolvimento inicial do tumor os níveis de MYC e de TERT são baixos, já em tumores mais avançados estes fatores ocorrem em níveis elevados. Os efeitos dos genes E6 e E7 e da subunidade TERT foram verificados em diversas linhagens celulares e constatou-se que eles agiam de modo desigual sobre os diferentes tipos celulares. Pode-se afirmar que a telomerase está relacionada com o desenvolvimento de tumores, porém é equivocado achar que ela seja a única causadora.