Investigadores del Instituto de Biología Molecular IMB y la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz JGU han descubierto aún más los secretos de los telómeros, las tapas que protegen los extremos de nuestros cromosomas. Descubrieron que una molécula de ARN llamada TERRA ayuda a asegurar quelos telómeros muy cortos o rotos se reparan nuevamente. El trabajo, que se publicó recientemente en la revista Celda , proporciona nuevos conocimientos sobre los procesos celulares que regulan la senescencia celular y la supervivencia en el envejecimiento y el cáncer.
Los telómeros protegen los extremos de nuestros cromosomas, al igual que la tapa de plástico al final de un cordón de zapato que evita que el cordón se desenrede. Durante la vida de una célula, los telómeros se acortan gradualmente con cada división celular y, por lo tanto, la tapa protectora se vuelve cada vez menoseficaz. Si se acortan demasiado, es una señal para la célula de que su material genético está comprometido y la célula deja de dividirse. El acortamiento de los telómeros y la división celular reducida se consideran un sello distintivo del envejecimiento y probablemente contribuyan al proceso de envejecimiento. Sin embargo, los telómerosel acortamiento también es un mecanismo de defensa contra el cáncer porque las células altamente proliferativas solo pueden dividirse cuando sus telómeros no se acortan. Por lo tanto, el acortamiento de los telómeros es un arma de doble filo y debe regularse cuidadosamente para lograr un equilibrio entre el envejecimiento y la prevención del cáncer.el telómero se interrumpe accidentalmente temprano en la vida de una célula, debe repararse para que la célula no se vuelva senescente demasiado pronto.
"En la vida de una célula, tienes que encontrar algún tipo de equilibrio entre la prevención del cáncer y el envejecimiento. Los telómeros están en el nexo entre los dos, por lo que entender cómo se mantienen es realmente importante", dijo Brian Luke, profesor deel Instituto JGU de Biología del Desarrollo y Neurobiología y Director Adjunto de IMB.
Luke y su laboratorio estaban interesados en comprender cómo la célula reconoce estos telómeros acortados y dañados que han perdido sus tapas. Además, querían determinar qué factores eran importantes para promover la reparación de los telómeros cortos. Esta información podría ayudar a comprender por quélas células se comprometen a la senescencia o continúan creciendo.
en su artículo reciente, publicado en la revista Celda , Luke y su grupo han demostrado que una de las claves para entender este problema es TERRA. TERRA es una especie de ARN que se acumula específicamente en los extremos de los telómeros críticamente cortos al unirse directamente al ADN y le indica a la célula que estos telómerosdebe repararse, permitiendo que la celda continúe dividiéndose.
"Ya sabíamos que los telómeros cortos juegan un papel clave en la determinación del inicio de la senescencia celular, pero realmente no entendimos qué características de los telómeros cortos eran importantes. Lo que hemos encontrado con TERRA es un complejo sistema regulador que explica cómolos telómeros cortos son identificados por la célula ", dijo Luke.
El documento es en realidad el resultado de dos proyectos de investigación diferentes sobre telómeros en el laboratorio Luke. Diego Bonetti estaba investigando la regulación de TERRA en el ciclo celular y descubrió que los niveles de TERRA eran diferentes en las diferentes etapas del ciclo celular. Mientras tanto,Arianna Lockhart y Marco Graf estaban investigando la acumulación de TERRA en telómeros cortos. Cuando descubrieron que el patrón de acumulación cíclica de TERRA era diferente entre los telómeros cortos y largos, sabían que estaban en algo y unieron fuerzas para este proyecto.
Su trabajo conjunto los llevó a darse cuenta de que TERRA en realidad se acumula en todos los telómeros, pero en los telómeros largos se elimina rápidamente con la ayuda de las proteínas Rat1 y RNase H2. Estas proteínas se unen preferentemente a los telómeros largos y aseguran que TERRA se elimine,pero no están presentes en los telómeros críticamente cortos, lo que significa que TERRA permanece por más tiempo. Este mecanismo asegura la reparación posterior del telómero corto, que es crucial para que la célula sobreviva y siga dividiéndose.
El trabajo de Luke se realizó en levadura; sin embargo, los telómeros y TERRA se encuentran en todos los organismos con cromosomas lineales. Los investigadores esperan que su trabajo sea aplicable también a los humanos. Su próximo paso será analizar estos procesos en las células humanase interrogar sus implicaciones para el envejecimiento y el cáncer.
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Materiales proporcionado por Johannes Gutenberg Universitaet Mainz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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