0000016 4

GENETYKA

Praca każdego replikonu eukariotycznego ulega zakończeniu w chwili zetknięcia przesuwających się ku sobie widełek, co nic wymaga obecności specjalnych sekwencji tcrminacyjnych. Inaczej ma się sprawa z wolnymi zakończeniami powstających cząsteczek, które narażone są na zniszczenie. Owe zakończenia zbudowane są z charakterystycznych, krótkich ale wielokrotnie powtarzających się sekwencji i nazywane są telnmcrami (por. Ryc. 42). Przykładowo, u człowieka są to sekwencje CCCTAAA (licząc na nici 5’ -> 3’ od końca cząsteczki). Ich liczba jest różna w każdym chromosomie, ale ogólna długość tclomcrów jest utrzymywana na stałym poziomie, ponieważ odcinki te są jednocześnie ogólnymi miejscami tcrminacji replikacji i mają ogromne znaczenie dla stabilności DNA.

UWAGA: Termin tclomer odnosi się także do zakończenia ramienia chromosomu eukariotycznego, a w uproszczeniu można pod tym pojęciem rozumieć całe ramię.

O „kondycję" tclomcrów dba potężny enzym o masie dochodzącej do kilkuset tysięcy Da — telomeraza. Sprawa jest poważna, ponieważ pewna właściwość replikaz — wydłużanie jedynie już istniejących nici — prowadzi do stopniowego skracania części cząsteczek potomnego DNA (por. Ryc. 13 d). Już po kilku rundach rcplikacyjnych groziłoby to m.in. zmniejszeniem ilości informacji genetycznej, nic mówiąc o destabilizacji odsłoniętego DNA (por. później ROZDZ: 8.2.2).

Telomeraza jest ciekawym enzymem, ponieważ w centrum aktywnym posiada łańcuch RNA o długości stu kilkudziesięciu nuklcotydów (por. Ryc. 14). Właśnie to RNA pozwala telomerazie na odtworzenie brakującego końca w procesie, który można nazwać odwrotną transkrypcją (przepisywaniem z RNA na DNA; por. później ROZDZ: 3 i 4). Zapewne niektórzy dziwią się teraz, dlaczego tyle napisałem o telomerach. Otóż najnowsze badania wskazują, że jedną z przyczyn procesu starzenia się komórek naszego organizmu jest właśnie skracanie tclomcrów. Dlatego zrozumienie procesów ochrony cząsteczek DNA, być może ma kluczowe znaczenie dla wydłużania ży cia i utrzymyw ania zdrowia człowieka. Sprawa starzenia się jest oczywiście bardzo złożona, ale mam nadzieję, że gdy ja będę już ..dość wiekowy", Ty właśnie, będąc w pełni sił twórczych, rozwiążesz ten problem — byłbym Ci więc bardzo zobowiązany, gdybyś teraz pilnie się uczył, bo interesuje mnie twój szybki sukces.

telomeraza

matryca RNA telomerazy

deoksynukleotyd

Ryc. 14. Synteza telomerów przez specyficzny enzym telomerazę.

Wniosek: Niezależnie więc od tego. czy w komórce jest jeden replikon czy wiele, skomplikowany proces replikacji zapewnia podwojenie wszystkich cząsteczek DNA, przy czym potomne są identyczne z wyjściowymi. Jest to przecież wstępny, kardynalny warunek przeprowadzenia jakiegokolwiek sensownego podziału komórkowego.

UWAGA: Jeszcze raz przypominam, że podstawowe informacje o kwasach nukleinowych i ich powielaniu znajdziesz w CZĘŚCI: MOLEKULARNE PODŁOŻE .... ROZDZ: 8.

PODSUMOWANIE:

1.    Najważniejsze odkrycia i badania:

a)    Pasteura — obalające teorię samorództwa (XVIII w.);

b)    Micschera — odkrycie obecności w komórkach substancji nazwanej nukleiną — dzisiaj po prostu DNA (XIX w.);

c)    Griffitha nad transformacją bakterii dwoinek zapalenia płuc (lata 20-te XX w.);

d)    Hammcrlinga nad wpływem jądra komórkowego na procesy regeneracji komórek glonu z rodzaju Acetabularia (lata 30-tc XX w.);

c) Averycgo i współpracowników, które doprowadziły do wykazania, że czynnikiem transformującym bakterie jest bez wątpienia DNA (lata 40-te XX w.);

0 Mirsky ego i Ris, którzy, niezależnie od siebie, wykazali stałość ilości DNA w somatycznych komórkach danego organizmu (lata 40-tc XX w.);

g)    Chargaffa nad składem DNA. do dzisiaj mówimy o tzw. regułach Chargaffa (lata 40-te XX w.);

h)    Herschcy'a i Chase nad wnikaniem bakteriofagów do atakowanych komórek (lata 50-te XX w);

i)    Watsona i Cricka nad ustaleniem przestrzennej budowy DNA (lata 50-te XX w., w opar

ciu o dane uzyskane przez R. Franklin).

2.    Zasadnicze cechy DNA, które predestynują go do pełnienia funkcji matrycy informacji genetycznej:

A)    prosta budowa chemiczna;

B)    nuklcotydy jako podstawowe cegiełki budulcowe;

C)    istotne cechy modelu Watsona i Cricka:

a) DNA jest dwuniciową cząsteczką o kształcie komplementarnie skręconej spirali;

31