Faculdade de Medicina da Universidade do Porto
Telómeros e Imortalização
David Moreira, T5
Manuela Fernandes, T14
Ricardo Coelho, T16
Índice
Telómeros
– Constituição
– Proteínas associadas
– Arranjo especifico
Replicação de DNA
Telomerase
Morte Celular
Programada
Sinalização – P 53
Células Somáticas
Ovelha Dolly
Imortalização
– Cancro
.Terapia génica
. G-quadruplex
– Imortalidade
Telómeros
The Cell; 3ª Edição; Cooper, G.; pág. 193
Complexos de DNA - proteínas que se encontram nas
extremidades dos cromossomas lineares;
Formados por repetidas sequências simples de DNA:
5’ TTAGGG 3’
Telómero
Associado a proteínas
Arranjo específico
The Cell; 3ª Edição; Cooper, G.
pág. 158
Protege e caracteriza as extremidades cromossómicas:
-diferenciadas das quebras cromossómicas
-não sofrem processos de reparação.
Telómero
Associado a proteínas
TRF 1 ( TTAGGG Repeat binding Factor 1)
- regula o tamanho do telómero
- interage com outras duas proteínas“tankyrase” e TIN 2 (TRF1 Interacting Nuclear protein2)
TRF 2 ( TTAGGG Repeat binding Factor 2)
- protege o telómero da fusão e de enzimas
responsáveis por mecanismos de correcção de
danos de DNA
Telómero
Arranjo específico
Molecular Biology of the Cell; 4ª Edição; Alberts, B.;
Telómero
Arranjo específico
T-loop
The Cell; 3ª Edição; Cooper, G.
pág. 158
Depende de:
-Repetições das sequências simples de DNA;
-Presença da TRF 2 que se liga ao sítio de formação
do loop;
Telómeros
Apresentam diferentes tamanhos;
O tamanho crítico (mínimo)
Mecanismo de reparação do telómero:
– Degradado
Replicação de DNA
Ken Miller, 1998
DNA polimerase
5’
3’,
2 cadeias
Rápida
Lenta
fragmentos de Okazaki (5’- 3’)
Replicação de DNA
Ken Miller, 1998
Último fragmento de Okazaki não replicado;
Encurtamento dos telómeros
Telomerase
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Telomerase
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transcriptase reversa
ribonucleoproteína (RNP)
Molécula de RNA
AAUCCC
Complementar à repetição telomérica
Parte proteica
A Telomerase
Molecular Biology of the Cell; 4ª Edição; Alberts, B.;
Reconhece a extremidade rica em G do telómero
Aumenta por complementaridade (molde de RNA) o
comprimento dos telómeros
Espaço necessário para a adição de um primer de
RNA
continuação da replicação
Morte Celular Programada
Telómeros
mecanismo de “Relógio Despertador”
Encurtamento dos
telomeros
Tamanho crítico
ALARME
(Sinalização pela P53)
Senescência e Apoptose
Sinalização - P53
Quando o DNA é
danificado, a proteína P53
é fosforilada por duas
cínases: ATM e ChK2
Proteína P53 activa.
Adaptado de The Cell; 3ª Edição; Cooper, G.;
pág. 598
Sinalização - P53
Molecular Biology of the Cell; 4ª Edição; Alberts, B.;
Sinalização - P53
Ponto de controlo
entre a fase G1 e S
Paragem da mitose
Entrada em senescência
Adaptado de The Cell; 3ª Edição; Cooper, G.;
pág. 598
Morte Celular Programada
“Overcoming replicative cell
senescence by the forced
expression of telomerase”
Bekaert S, Derradji H, Baatout S. Laboratory for Biochemistry and Molecular Cytology, Department for Molecular Biotechnology,
FLTBW-Ghent University, Belgium. 2004 Oct 1;274(1):15-30
Células Somáticas
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Células somáticas
não possuem Telomerase
Encurtamento do tamanho dos telómeros
Activação dos sistemas de senescência e apoptose celular
MORTE
Ovelha Dolly
Ovelha Dolly
Imortalização
Telomerase
(falta ou mutação da proteína p53)
Cancro
Imortalidade (células somáticas)
Imortalização
Cancro
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Imortalização
Cancro
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Células cancerígenas
Telomerase
Manutenção do tamanho dos telómeros
Sistemas de senescência e apoptose
celular não são activados
Células imortais
Imortalização
Cancro
Quimioterapia
Inibição da telomerase
Procedimentos de terapia génica
utilizados na cura contra o cancro:
Introdução de antisense RNA contra a cadeia
de RNA molde;
Silenciamento do gene responsável pela
expressão da telomerase pela utilização de
RNAi ou shRNA;
Utilização de short peptid nucleic acid (PNA)
capazes de se ligarem a essa cadeia molde;
Procedimentos de terapia génica
utilizados na cura contra o cancro:
Adição de ribozimas que clivem a cadeia
molde;
Competição pela introdução de uma
telomerase mutante negativa dominante;
- Estes processos são promissores mas
acarretam o problema da introdução de
moléculas de grandes dimensões como RNA
e péptidos nas células-alvo.
G-quadruplex
Organização espacial
das cadeias simples
dos telómeros (não
convencional)
Ligação de 4 guaninas
Ligações de hidrogénio
non-Watson-Crick
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G-quadruplex
A Telomerase não reconhece os
telómeros
Não são alvo da sua actividade
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Certos compostos estabilizam estes complexos por
possuirem anéis aromáticos
Exemplo: proflavinas, porfirinas, acridinas,
antraquinonas, triazinas e carbazoles
Imortalidade
Se existisse telomerase nas
células somáticas...
Imortalidade
www.google.pt
Imortalidade
www.google.pt
Bibliografia
Livros:
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Cooper, G.; Hausman, R.; The Cell; 3ª edição, 2004, Sinauer
Azevedo, C.; Biologia Molecular e Celular; 3ª Edição; Lidel; 1999
Alberts, B., et al.; Molecular Biology of the Cell. 4th Ed., Garland Science, New
york & London, 2002
•
Telomere and telomerase as targets for anti-cancer and regeneration therapies Hsu YH, Lin JJ.Institute
of Biopharmaceutical Science, National Yang-Ming,University, Taipei, Taiwan, China Acta Pharmacol Sin. 2005
May;26(5):513-8.
Overcoming replicative cell senescence by the forced expression of telomerase: Bekaert S, Derradji H,
Baatout S. Laboratory for Biochemistry and Molecular Cytology, Department for Molecular Biotechnology,
FLTBW-Ghent University, Belgium. 2004 Oct 1;274(1):15-30
Artigos:
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Internet:
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http://www.sciencemag.org/feature/data/telomerase/delange.shl
http://aleph.se/Trans/Individual/Life
http://www.viewzone.com/aging.html
http://biocrs.biomed.brown.edu/Books/Chapters/Ch%205/Telomeres.html
www.uol.com.br/cienciahoje/chmais/pass/ch184/cancer.pdf
Agradecimentos
À Dr. Isabel Martins pelo apoio e
tempo disponibilizado
Ao serviço de Biologia Celular e
Molecular pelo material fornecido
À Faculdade de Medicina pelas
instalações
FIM
www.med.up.pt