telomeros

stor bruno

o que são telómeros?

• sequecias finais dos cromossomas

• atuam como capas protetoras que impedem que o fim do DNA seja reconhecido como uma quebra e que a célula o tente reparar (oq fundiria os cromossomas

• sequências repetitivas

qual a sequência especifica dos telomeros

TTAGGG (5’ p/ 3’)

milhares de vezes

Tamanho de telómeros

humanos: 10kb

ratinhos: 40kb

parte final da extremidade de telomeros

não é em dupla hélice, é um asaliencia de fita simples de Guanina

complexo shelterina

complexo proteico que envolve telómeros

composto de TRF1 e TRF2 e Rap1, Tin2, TPP1 e Pot1

como é composto o complexo shelterina

por várias proteínas que envolvem o telómero

• As que se ligam diretamente à sequência de repetição são a TRF1 e TRF2 (Telomeric repeat-binding factor)

• proteínas acessórias como a Rap1, Tin2, TPP1 e Pot1

telomerase o que é

enzima de manutenção de telómeros

composição da telomerase

Tert

-transcriptase reversa, subunidade catalítica

Terc

- componente RNA molde

Dkc1
- proteína estabilizadora

regiões sub telómericas

antes dos telómeros

Barbara McClintock

creditada pela descoberta dos telómeros no inicio dos anos 30

identificou como uma estrutura protetora no fim dos cromossomas e que era essencial para a sua estabilidade

Elizabeth Blackburn

1978, descoberta molecular dos telomeros via protozoaria (ideal porque tinha abundancia de cromossomas lineares curtos

identificou unidades repetitivas ricas em timina e guanina (deles era TTGGGG)

como é que os telómeros protegem?

são essenciais por questão de estabilidade cromossómica, pois distinguem o fim dos telómeros de quebras de dupla cadeia

se estiver presente a cél entende que o cromossoma está intacto

se ausente a cél. interpreta como DNA partido, logo gera um sinal de dano

face a esse sinal pode bloquear o ciclo celular, entrar em senescência ou entrar em apoptose

the end replication problema

perda de DNA a cada divisão

a DNA polimerase necessita de iniciador de RNA (um primer)

o problema é que na cadeia descontínua, quando se remove a DNA polimerase deixa de ter sítio na extremidade 3’ para repor esse, logo o cromossoma vai diminuindo

limite de hayflick

mais ou menos 50 divisões, depois disso segue-se senescência

qual a perda anual de pb nos telomeros

71 a 72 bp por ano

qual a tendencia geral dos telomeros no envelhecimento?

o comprimento médio de telomeros diminui com o aumento da idade, havendo uma correlação negativa.

logo os telomeros servem como biomarcadores da idade biologica e do estado de saude

ha grande heterogeneidade individual

telomeros como preditores de longevidade

o comprimento dos telomeros medidos precocemente pode prever o tempo de vida total de um individuo

isto tendo em conta a reserva telomérica (maior telomero inicial, tendencia a viver mais tempo)

a taxa de aumento de telomeros curtos ao longo do tempo também é um fator determinante (quão rapidamente a proporção de telomeros está a crescer ao longo do tempo) (inversamente relacionado com idade)

quais as células padrão de ouro para medir telómeros?

linfócitos, pois circulam no sangue e dividem-se rapidamente em infeções (encurtam)

são facilmente colhidas e analisadas

mutação PIK3R1

mutação que faz com que os linfócitos se dividam descontroladamente, esgotando os telomeros e conduzindo a imunodeficiência

telomeros no envelhecimento

dá-se a perda de telomeros, o que afeta a saude e doenças

perda varia consoante tipo celular em questõe e condições a que se submeteu

cancro e telómeros

paradoxal, divisões celulares intensas com telómeros curtos na mesma

células mutam e ativam a telomerase de forma aberrante, tornando-se imortais

gene da telomerase

• capaz de estender os telómeros durante o envelhecimento embrionário

• porém é naturalmente silenciado depois do nascimento na maioria das células somáticas

• mantêm-se ativo em células estaminais

mecanismos da telomerase

a componente Terc emparelha com a extremidade 3’ do telómero

Tert utiliza a sequeência do Terc como molde para sintetizar DNA no sentido 5’»3’

modelo experimental para ver se os telómeros influencia diretame\ o envelhecimento

ratinhos deficientes em telomerase (sem a componente de RNA: Terc-/-)
foram se reproduzindo:

1G normal

2G-6G telómeros progressivamente mais curtos
na 3G já havia envelhecimento prematuro

viu-se antecipação genética

ratos sem telomerase vivem menos tempo, desenvolvem patologias precoces e são resistentes a cancro

logo a telomera é um fato limitante para a longevidade

antecipação genética

quando os sintomas de certas condições genéticas tendem a tornar-se mais graves e a aparecer cada vez mais cedo ao longo das gerações

acontece em doenças como Hunginton ou Distrofia Miotónica

em que está envolvida a telomerase?

contribui para a homeostase de células estaminas
participa no turnover celular e no potencial regeneratico

como é que telómeros curtos afetam diferentes sistemas?

depende da categoria baseada em tunover celular

• se o tecido tiver alto turnover celular e alto potencial regenrativo,

como células do epitelio intestinal, epiderme, glandula mamária ou sangue

afeta imenso porque dependem criticamente da telomerase (constante divisão)

imunodef ou problemas de barreira

• se as células tiverem baixo turnover e alto potnecial regenerativ

como fígado ou musculo esquelético

não se dividem sempre mas tem reserva estaminal

• baixo turnover e baixo potencial reg

cérebro, coração, medula espinhal

reparação limitada

degeneração de orgãos

o que acontece com os telomeros curtos no foliculo piloso

telómeros curtos prejudicam a função das células estaminais adultas

há menor mobilização e consequente falha regenerativa

o que acontece com os telomeros curtos no cérebro

atrofia

o que acontece com os telomeros curtos no coração

deterioração

super mice

solução genetica entre envelhecimento e cancro

combinação de uma super telomerase e supressores extra de cancro

permite a manutenção de telómeros e o atraso no aparecimento de cancro

tiveram menos dano induzido por telómeros (marcado pelo gamma.H2AX

menor envelhecimento da pele

melhor saude na velhice

melhor healthspan e longevidade

gamma.H2AX

marca de dano

telomerasing

utilização da reativação da telomerase como terapeutica nas doenças regenerativas

comparação ratinhos Terc-/- e super telomerase (K5-Tert)

• Terc-/-

menor tempo de vida

menor capacidade regenerativo devido à disfunção estaminal

menos cancro

• K5-Tert

melhor fitness

mais cancro levemente

4-OHT

composto que liga artificialmente a telomerase. permite decidir quando se ativa esse gene com base na regulação farmacológica (por tamoxifeno)

foi usada com sucesso para reverter a atrofia cerebral

reverteu estado de senescência nas células

AGS-499

ativador de telomerase

retardou o incio de esclerosa lateral amiotrófica (ELA) (ou em ratinhos com sod1)

adenovirus com mTERT no hipocamppo

impacto positivo na criação de novos neurónios e na proteção cerebral

por que adeno associated virus como vetores

• conseguem infetar ratos, humanos, e outros primatas

• não integrativo (não entra no genoma, perdido em rápidas divisóes)

• versátil

• seguro

• tropismo natural por muito orgãos