REPLIKACJA DNA

Mechanizm semikonserwatywny
Podczas replikacji dwie nici rodzicielskie rozplatają się i każda działa jako matryca do prowadze­nia, katalizowanej przez enzym, syntezy nowej, komplementarnej nici potomnej. Synteza postępuje według normalnych reguł parowania zasad (A z T; G z C). Dwie nowo powstałe dwuniciowe cząsteczki przechodzą następnie, w trakcie podziału komórkowego, do dwóch komórek poto­mnych. Miejsce, w którym zachodzi rozdzielenie nici i synteza nowego DNA, jest znane jako widełki replikacyjne. Mechanizm semikonserwatywny został dowiedziony przez Meselsona i Stahla poprzez zastosowanie izotopu ciężkiego azotu ¹⁵N. Eksperyment Meselsona-Stahla udowodnił, że replika­cja DNA w żywych komórkach przebiega zgodnie z semikonserwatywnym schematem Watsona i Cricka, co wskazywało na to, że komórki muszą mieć sposób na rozwiązanie problemu topologicznego podwójnej helisy. Sposób ten został poznany przez biologów molekularnych dopiero 25 lat później, po odkryciu i scharakteryzowaniu grupy nowych enzymów na­zwanych topoizomerazami.

Topoizomerazy DNA są enzymami odpowiedzial­nymi za katalizowanie reakcji przecinania i łączenia polinukleotydowych łańcuchów DNA. W zależności od metody działania wyodrębniono trzy typy topoizomeraz DNA:

• Topoizomerazy typu IA wprowadzają przecięcie do jednego łańcucha polinukłeotydowego i przecis­kają drugi łańcuch przez utworzoną przerwę. Końce przerwanego łańcucha ulegają następnie ligacji. Ten sposób działania powoduje, że liczba skrętów podwójnej helisy ulega zmniejszeniu o jeden (liczba wskazująca, ile razy jeden łańcuch krzyżuje się z drugim w kolistej cząsteczce DNA).

• Topoizomerazy typu IB działają w sposób iden­tyczny jak typu IA, lecz według innego mechaniz­mu. Topoizomerazy typu IA i IB różnią się między sobą w budowie i prawdopodobnie ewoluowały nieza­leżnie od siebie.

• Topoizomerazy typu II przecinają jednocześnie oba łańcuchy polinukleotydowe tworząc „bramkę", przez którą cały sąsiedni segment podwójnej helisy zostaje przesunięty. Działanie takie powoduje zmianę liczby skrętów o dwa.

Wszystkie cząsteczki DNA repli­kują się w ten sam sposób. Nici matrycy są czytane w kierunku 3'5', podczas gdy nowe nici są syntetyzowane w kierunku 5’3’ Substratami dla syntezy DNA są 5'-trifosforany deoksyrybonukłeozydów (dNTP): dATP, dCTP, dGTP i dTTP. Mechanizm reakcji polega na ataku nukleofilowyni grupy 3'-OH nukleotydu z końca 3' nici podle­gającej wydłużaniu — na atom fosforu α w dNTP komplementarnym do następnej zasady w matrycy, po czym uwalnia się pirofosforan. Energia do polimeryzacji pochodzi częściowo z hydrolizy dNTP, a częściowo z hydrolizy uwolnionego pirofosforanu.

Proces replikacji składa się na trzy etapy:

• Inicjacja obejmuje rozpoznanie miej­sca (lub miejsc) w obrębie cząsteczki DNA, od którego (których) replikacja się rozpoczyna

• Elongacja obejmuje procesy związane z działaniem widełek replikacyjnych podczas ko­piowania rodzicielskich łańcuchów polinukleotydowych.

• Terminacja jest procesem, który dotychczas poznano w sposób niedostateczny. Ter- minacją określamy proces kończenia i ostatecznego kompletowania nowych łańcuchów DNA.

Replikony, miejsca inicjacji i terminacji

Replikon - każdy odcinek DNA, który replikuje się jako pojedyncza jednostka.

Inicjacja replikacji DNA w replikonie zawsze następuje w stałym miejscu, określanym jako miejsce inicjacji replikacji. Zwykle powstaje para widełek replikacyjnych, które rozchodzą się w dwóch kierunkach od miejsca inicjacji, aż do osiągnięcia miejsca terminacji.

• Wszystkie chromosomy prokariotyczne, podobnie jak wiele bakteriofagowych i wirusowych cząsteczek DNA, występują w postaci kolistej i stanowią jeden replikon. A zatem występuje w nich jedno miejsce terminacji, oddalone o około 180° od pojedynczego miejsca inicjacji. Wirusowe cząsteczki DNA, występujące w posta­ci liniowej, zwykle mają jedno miejsce inicjacji, które niekoniecznie znajduje się w środku cząsteczki. We wszystkich tych przypadkach miej­sce inicjacji jest złożonym regionem, w którym zachodzi regulacja inicjacji replikacji DNA oraz koordvnacja replikacji z cyklem wzrostu organizmu.

• Długie, liniowe cząsteczki chromosomów eukariotycznych posiadają wiele replikonów, z których każdy ma własne miejsce inicjacji. Typowa komórka ssaka zawiera 50 000-100 000 replikonów, o wielkości 40-200 kpz. Kiedy widełki replikacyjne, należące do sąsiadujących ze sobą „oczek replikacyjnych" spotykają się, ulegają fuzji tworząc w pełni zreplikowaną cząsteczkę DNA. Sekwencje eukariotycznych miejsc ini­cjacji replikacji są znacznie prostsze od tych, które występują w cząstecz­kach DNA będących jednym replikonem. Dzieje się tak, ponieważ kon­trola replikacji eukariotycznego DNA zachodzi przede wszystkim poprzez decyzję o wejściu komórki w fazę S, a nie na drodze regulacji inicjacji osobno w każdym z miejsc początku replikacji. Wszyst­kie miejsca inicjacji mają sekwencje bogate w pary AT, w których nastę­puje początkowe rozplecenie nici. Regiony bogate w AT o wiele łatwiej mogą być rozplecione niż regiony bogate w GC.

Replikacja nieciągła

W replikacji semikonserwatywnej, w każdych widełkach replikacyjnych, synteza obu nowych nici DNA zachodzi równocześnie. Dużą frakcję nowo zsyntetyzowanego DNA stanowią małe fragmenty odługości 1000-2000 pz (100-200 pz u eukariotów). Są to fragmenty Okazaki, które szybko wiążą się w DNA o dużej masie cząsteczkowej. Obrazuje to:

Model replikacji nieciągłej - Jedna z nici, nić wiodąca, jest syntetyzowana w sposób ciągły od miejsca inicjacji, w kierunku 5'->3'. Druga nić rodzicielska nie jest kopiowana równocześnie z pierwszą, ale dochodzi do tego dopiero wtedy, gdy wskutek rozplatania dwuniciowej helisy niesparowany odci­nek osiągnie długość około 1000-2000 nukleotydów (100-200 nukleoty- dów u eukariotów). Synteza drugiej nici, opóźnionej, rozpoczyna się więc w widełkach replikacyjnych z pewnym opóźnieniem i przebiega w kie­runku 5'—>3', „przeciwnym" do miejsca inicjacji, tworząc pierwszy frag­ment Okazaki. Kiedy widełki replikacyjne przesuwają się, nić wiodąca (pierwsza) jest dalej syntetyzowana w postaci jednej, długiej nici. Nato­miast następne fragmenty nici opóźnionej są wytwarzane w sposób nieciągły, w odwrotnej orientacji w stosunku do orientacji nici rodziciel­skiej. W rzeczywistości, fizyczna orientacja syntezy obu nici, wiodącej i opóźnionej, jest taka sama, ponieważ nić opóźniona jest zwinięta w pętlę i w widełkach replikacyjnych jest odwrócona o 180°. Wkrótce po syntezie fragmenty są łączone w jedną cząsteczkę przez enzym ligazę DNA.

Startery RNA

Pierwsze kilka nukleotydów na ich końcu 5’ to w rzeczywistości rybonukleotydy, podob­nie jak kilka pierwszych nukleotydów na nici wiodącej. Synteza DNA roz­poczyna się od starterów RNA. Przed połączeniem frag­mentów Okazaki startery RNA są usuwane, a powstające w wyniku tego przerwy są wypełniane przez DNA. Powodem inicjowania każdego frag­mentu DNA przez RNA jest potrzeba zachowania szczególnej wierności replikacji.

REPLIKACJA DNA BAKTERYJNEGO

Systemy eksperymentalne

W systemach modelowych używa się mniejszych i prostszych cząsteczek DNA plazmidowego lub bakteriofagowego. Spo­śród nich, najlepszy model replikacji chromosomu E. coli stanowi prosty genetycznie fag φX174, ponieważ do swojej replikacji wykorzystuje nie­mal wyłącznie czynniki replikacyjne z komórki gospodarza. Jego formą replikacyjną jest superhelikalna kolista cząsteczka o wielkości zaledwie 5 kpz.

Większe fagi, takie jak T7 (40 kpz) i T4 (166 kpz), kodują wiele białek replikacyjnych i używają odmiennych mechanizmów do przeprowadze­nia swojej replikacji. Choć nie można ich wykorzystać w systemie modelo­wym, dostarczają one dużo informacji na temat replikacji DNA w ogóle i ujawniają różnorodność rozwiązań złożonego problemu replikacji DNA.

Inicjacja

Fagi i plazmidy nie są dobrymi modelami replikacji bakteryjnego DNA pod względem miejsc jej inicjacji. Jest to spowodowane ich przysto­sowaniem się do wielokrotnego replikowania się w czasie jednego cyklu podziału komórkowego, podczas gdy replikacja chromosomu bakteryj­nego jest ściśle związana z cyklem wzrostu.

Miejsce inicjacji replikacji u E. coli znajduje się w locus genetycznym oriC i jest przyłączone do błony komórkowej. Region oriC został przeniesiony do plazmidu, co umożliwiło uzyskanie minichromosomów, które zachowują się podobnie jak chromo­som E. coli, ale znacznie łatwiej poddają się badaniom.

• Region oriC zawiera cztery dziewięcionukleotydowe miejsca wiązania białka inicjatorowego białka DnaA oraz trzykrotnie powtórzone odcinki trzynastonukleotydowe. Synteza tego białka jest skorelowana z szybkością wzrostu komó­rek, przez co również inicjacja replikacji zależy od szybkości wzrostu. Przy szybkim tempie wzrostu, chromosomy prokariotyczne mogą inicjować drugą rundę replikacji w obu nowych miejscach inicjacji jeszcze przed zakończeniem pierwszej rundy. W takim przypadku komórki potomne otrzymują chromosomy, które są już częściowo zreplikowane.

• Jeśli zostanie osiągnięty krytyczny poziom białka DnaA, tworzy ono komplek­sy, składające się z 30-40 podjednostek, z których każda jest związana z cząsteczką ATP. Wokół takiego kompleksu nawija się DNA oriC. Proces ten wymaga, aby DNA był ujemnie superhelikalny, ułatwia to bowiem rozplatanie trzykrotnie powtórzonych, trzynastonukleotydowych sekwencji bogatych w AT, które otwierając się umożli­wiają przyłączenie się białka DnaB. Białko DnaB jest helikazą DNA. Helikazy są enzymami, które wykorzystując energię z hydrolizy ATP rozpla­tają dwuniciowy DNA (lub RNA).

• Jednoniciowy DNA w utworzonym w ten sposób oczku zostaje opłaszczony przez białka wiążące jednoni­ciowy DNA (Ssb), co nie dopuszcza do rozerwania się nici DNA i(lub) ich renaturacji.

• Następnie do DNA przyłącza się enzym prymaza DNA i syn­tetyzuje krótki starter RNA, aby zainicjować syntezę nici wiodącej w pierwszych widełkach replikacyjnych, przemieszczających się następ­nie na prawo i na lewo od miejsca inicjacji.

Rozplatanie

Aby replikacja mogła być kontynuowana poza miejscem inicjacji, helikaza DNA musi się przesuwać wzdłuż nici matrycy i rozwijać dwuniciową helisę DNA, udostępniając ją do kopiowania. W procesie rozplatania obok DnaB może uczestniczyć inna helikaza DNA, która wiąże się z drugą nicią DNA. Rozplatanie wspomaga przyłączanie się białek Ssb. Rozplatanie DNA w widełkach replikacyjnych zamkniętej, kolistej cząsteczki DNA prowadzi do powstawania dodatnich superzwojów. Chociaż dodatkowe superskręty mogą być częściowo kompensowane przez naturalną, ujemną superhelikalność kolistego DNA, to jednak nie jest ona w stanie zapewnić dalszego przemieszczania się widełek replika­cyjnych. Dodatnie superskręty muszą być ciągle usuwane przez wprowa­dzanie ujemnych superskrętów przez topoizomerazę typu II nazywaną gyrazą. Inhibitory gyrazy DNA, takie jak nowobiocyna i kwas oksolinowy, są efektywnymi inhibitorami bakteryjnej replikacji i mogą być stosowane jako antybiotyki.

Wydłużanie

• Kiedy nowo utworzone widełki replikacyjne odsłaniają rodzicielską nić opóźnioną, ruchomy kompleks, nazywany prymosomem, który zawiera helikazę DnaB i prymazę DNA, syntetyzuje startery RNA i rozmieszcza je co 1000-2000 nukleotydów na nici opóźnionej.

• Star­tery na obu niciach, wiodącej i opóźnionej, są wydłużane przez holoenzym polimerazy DNA III. Ten zbudowany z wielu podjednostek komp­leks jest dimerem, którego jedna część syntetyzuje nić wiodącą, a druga nić opóźnioną. Obecność dwóch polimeraz w jednym kompleksie daje pew­ność, że obie nici są syntetyzowane z tą samą szybkością. Obie części dimeru zawierają jedną podjednostkę α, mającą aktywność polimerazy i jedną podjednostkę ε, która jest egzonukleazą 3’5’ sprawdzającą poprawność replikacji. Sprawdzanie poprawności replikacji pomaga w utrzymaniu jej wierności.

• Podjednostka β polimerazy służy jako klamra wiążąca enzym z DNA i umożliwiająca jego ślizgowy ruch wzdłuż DNA. Pozostałe podjednostki są różne w obu częściach dimeru i pozwalają holoenzymowi na syntezę krótkich i długich odcin­ków DNA, odpowiednio na nici opóźnionej i wiodącej.

• Gdy startery na nici opóźnionej zostaną wydłużone przez polimerazę DNA III, polimeraza DNA I usuwa je i wypełnia powstające w wyniku tego przerwy. Ten enzym ma na jednym łańcuchu polipeptydowym trzy aktywności:

  • poli­merazy 5'3'

  • egzonukleazy 5'3'

  • egzonukleazy 3'5', sprawdzającej poprawność replikacji.

Egzonukleaza 5'3' usuwa startery, podczas gdy aktywność polimerazy równocześnie wypełnia powstałe wskutek tego luki, poprzez wydłużanie końca 3' sąsiedniego fragmentu Okazaki

• Powstanie wiązań fosfodiestrowych między kolejnymi fragmentami Oka­zaki katalizuje ligaza DNA. Enzym z E. coli używa kofaktora NAD⁺, jako nietypowego źródła energii. NAD⁺ jest rozcinany do mononukleotydu nikotynamidowego (NMN) i monofosforanu adenozyny (AMP), po czym AMP jest kowalencyjnie przyłączany do końca 5' fragmentu Okazaki, przez wiązanie 5’-5' pirofosforanowe. W ten sposób zostaje zachowana energia pochodząca z hydrolizy wiązania pirofosforanowego w NAD⁺, która następnie jest używana do połączenia tak zaktywowanego końca 5' jednego fragmentu z grupą 3'-OH sąsiedniego fragmentu, czemu towa­rzyszy uwolnienie AMP.

• Uważa się, że in vivo dimer holoenzymu polime­razy DNA III, prymosom i helikazy DNA są fizycznie złączone w duży kompleks, nazywany replisomem, który syntetyzuje DNA z szybkością 900 pz na sekundę.

Terminacja i segregacja

• Para widełek replikacyjnych spotyka się przy około 180° od miejsca oriC. W rejonie tym występuje kilka miejsc terminacji, które zatrzymują przesuwanie się widełek poprzez przyłączenie produktu genu tus; produkt ten jest inhibitorem helikazy DnaB. W związku z tym, jeśli jedne widełki zostaną z jakiegoś powodu opóźnione, to i tak spotkają się z drugimi w miejscu terminacji.

• Bezpośrednio po zakończeniu replikacji, dwie potomne, koliste cząsteczki są połączone ze sobą (tzw. katenaty).

• Rozłącza je topoizomeraza IV, która jest odmianą topoizomerazy DNA II.

• Następnie chromosomy mogą być rozdzielone do dwóch potomnych komórek przez rozsunięcie miejsc ich związania z błoną.

REPLIKACJA DNA EUKARIOTYCZNEGO

Systemy eksperymentalne

Z powodu złożoności struktury chromatyny eukariotyczne widełki replikacyjne przesuwają się z szybkością około 50 pz/sek. Drożdże piekarnicze Saccharomyces cerevisiae mają mały genom (14 000 kpz w 16 chromosomach) i tylko 400 replikonów. Poznano kompletną sekwencję ich genomu. Jeszcze prostsze są wirusy, takie jak małpi wirus 40 (SV 40). DNA SV40 jest dwuniciową, kolistą cząsteczką o długości 5 kpz, która po wniknięciu do jądra komórkowego tworzy nukleosomy. W ten sposób dostarcza doskonałego modelu widełek replikacyjnych u ssaków. Innym użytecznym systemem jest bezkomórkowy ekstrakt z jaj afrykańskiej żaby szponiastej Xenopus laevis. Ze względu na dużą zawartość białek replikacyjnych w ekstrakcie zachodzi wydajna replikacja dodanego DNA lub nawet całego jądra.

Inicjacja i miejsca inicjacji replikacji

W komórkach eukariotycznych replikony są inicjowane w zespołach (tandemowych grupach) i dochodzi do równoczesnej inicjacji replikacji licznych replikonów (po około 20-50); inicjacja zachodzi w określonym czasie podczas fazy S. Regiony ulegające replikacji we wczesnej fazie S to przede wszystkim te, które stanowią euchromatynę (która zawiera transkrypcyjnie aktywny DNA), natomiast te, które replikują się w późnej fazie S, znajdują się głównie w obrębie heterochromatyny. DNA tworzący centromery i telomery jest replikowany jako ostatni. Poszczególne miejsca inicjacji replikacji z drożdży zostały wklonowane do prokariotycznych plazmidów, a ponie­waż pozwoliły one plazmidom replikować się w komórkach drożdży (eukariotów), nazwano je autonomicznie replikującymi się sekwencjami (ARS). Minimalna długość DNA, który umożliwia replikację, wynosi jedynie 11 pz i zawiera zgodną sekwencję [A/T] TTTAT[A/G]TTT[A/T]; aby uzyskać optymalną wydaj­ność replikacji, należy użyć kilku jej powtórzeń. Z sekwencją tą wiąże się kompleks rozpoznający miejsce inicjacji (ORC), który, po aktywacji przez kinazę CDK, umożliwia „otwarcie" DNA do kopiowania. Białka kompleksu ORC odgrywają zasadniczą rolę w regulacji replikacji DNA, działając jako pośrednik między drożdżowym „origin" a sygnałami regulacyjnymi odpowiedzialnymi za koor­dynację inicjacji replikacji DNA z cyklem komórkowym. Należało więc poszukać w innych sekwencyjnych subdomen w obrębie drożdżowego ARS, ażeby przypisać im funkcję odpowiadającą działaniu oriC w komórkach E. coli. Zwrócono uwagę na dwie pozostałe subdomeny o podobnych, konserwatywnych sekwencjach, a więc subdomeny B2 i B3. Obecnie wszys­tko wskazuje na to, że właśnie w ich obrębie zachodzą właściwe procesy inicjacyjne.

Subdomena B2 odpo­wiada prawdopodobnie 13-nukleotydowym sekwen­cjom miejsca inicjacji E. coli, gdyż w jej obrębie następuje pierwsze rozdzielenie się nici podwójnej helisy. Jest ono indukowane przez napięcie torsyjne, wywołane na skutek dołączenia się do subdomeny B3 czynnika białkowego 1 (ABF1).

Z komórek ssaków nie wyizolowano określonych sekwencji inicjacji replikacji i wydaje się, że inicjacja każdego replikonu może następować w losowo wybranych miejscach leżących w obrębie strefy inicjacji. Strefa ta może mieć długość kilku tysięcy par zasad i sta­nowić część rozproszonych sekwencji powtórzonych. W przeciwieństwie do prokariotycznych, eukariotyczne replikony mogą ulegać inicjacji tylko jeden raz w trakcie cyklu komórkowego. Dzieje się tak dlatego, że do inicjacji jest absolutnie niezbędny czynnik ograni­czający. Białko (białka) to ulega asocjacji z materiałem genetycznym dopiero po rozpuszczeniu się otoczki jądrowej, a więc w fazie M poprzed­niej rundy cyklu komórkowego, działa podczas nowej rundy cyklu i po jednorazowym spełnieniu swej funkcji ulega inaktywacji. Istniejąca otocz­ka jądrowa wyklucza możliwość wniknięcia do jądra nowych cząsteczek czynnika ograniczającego, co uniemożliwia reinicjację replikacji repliko­nów już podwojonych w danej rundzie cyklu komórkowego.

Widełki replikacyjne

Przed skopiowaniem, DNA w widełkach replikacyjnych musi zostać odwinięty z nukleosomów. Opóźnia to przesuwanie się widełek do około 50 pz na sekundę. Po przejściu widełek, nowe nukleosomy zostają odtworzone z mieszaniny starych i nowo zsyntetyzowanych histonów. Podobnie jak u prokariotów, do rozdzielenia nici DNA wymagane są jedna lub więcej helikaz DNA i białko wiążące jednoniciowy DNA, białko replikacyjne A (RP-A). W wydłużanie nici są zaangażowane trzy różne polimerazy DNA. Nić wiodąca, jak i każdy frag­ment nici opóźnionej, są rozpoczynane starterem RNA, syntetyzowanym przez prymazę, która jest integralną częścią polimerazy DNA α. Polime­raza ta kontynuuje wydłużanie starterów w DNA, ale szybko jest zastępo­wana przez polimerazę DNA δ na nici wiodącej i prawdopodobnie również na nici opóźnionej. Rola polimerazy ε nie jest dokładnie wyjaśniona, ale prawdopodobnie wypełnia ona luki na nici opóźnionej, powstałe po usunięciu starterów RNA. Oba te enzymy mają aktywność korekcyjną. Zdolność do syntezy długich cząsteczek DNA nadaje polimerazie DNA δ jądrowy antygen prolife­rujących komórek (PCNA), który jest funkcjonalnym odpowiednikiem podjednostki β holoenzymu polime­razy DNA III z E. coli. Niewielka długość eukariotycznych fragmentów nici opóźnionej odzwierciedla ilość DNA odwiniętego z każdego nukleosomu podczas przesuwania się widełek replikacyjnych. W fazie S, poza podwojeniem DNA, zostaje również podwojona ilość histonów.

Matriks jądrowa

Jest to rusztowanie zbudowane z nierozpuszczalnych włókien białkowych, które organizuje strukturalnie procesy jądrowe, łącznie z replikacją. Ogromne „fabryki" replika­cyjne, zawierające wszystkie enzymy i DNA, związane z widełkami replikacyjnymi wszystkich replikonów w obrębie zespołu, są unieruchomione w matriks, a DNA przewija się przez, nie i ulega replikacji. Takie fabryki można uwidocznić w mikroskopie, stosując pulsacyjne znakowanie repli­kującego się DNA za pomocą analogu tyminy, bromodeoksyurydyny (BUdR).

Replikacja telomerów

Końce liniowych chromosomów nie mogą być w pełni zreplikowane za pomocą nieciągłej replikacji, ponieważ nie mają odcinka DNA, który mógłby być wydłużony w celu zastąpienia RNA usuniętego z końca 5' nici opóźnionej. Informacja genetyczna, zawarta w chromosomach, mogłaby zostać utracona. Aby obejść ten problem, końce chromosomów eukarioty­cznych (telomery) są zbudowane z setek kopii prostej, nieinformacyjnej sekwencji (np. TTAGGG u człowieka) z końcem 3' wystającym poza koniec 5'. Enzym telomeraza zawiera krótką cząsteczkę RNA, której sekwencja w części jest komplementarna do powtarzających się sekwencji w telomerach. RNA działa jako matryca do syntezy powtórzeń tych sekwencji na wystającym końcu 3', a synteza przebiega w powtarzających się cyklach wydłużania (polimeryzacji) i translokacji. Nić komplementarna jest syntetyzowana w normalny spo­sób jako nić opóźniona, z pozostawieniem wystającego końca 3'.

W somatycznych komórkach organizmów wielokomórkowych aktywność telomerazy jest hamowana, co prowadzi do stopniowego skra­cania się chromosomów w każdym kolejnym pokoleniu komórek. Gdy skracanie dociera do obszarów DNA zawierających informację, komórki starzeją się i umierają. Zjawisko skracania telomerów może mieć więc zna­czenie w określaniu wieku komórek.

Nieograniczona zdolność do podziałów wielu komórek rakowych jest związana z reaktywacją telomerazy.

3’-AATCCCAATCCC-5’

5’-TTAGGGTTAGGG(TTAGGG)n TTAGGG-3’

sekwencja telomerowa DNA człowieka (n=kilkaset)