I teLomeri e le telomerasi

Presentazione sul tema: "I teLomeri e le telomerasi"— Transcript della presentazione:

1 I teLomeri e le telomerasi
Alcuni anni fa sulle riviste scientifiche apparvero articoli come questi MEDICINA Il farmaco anti-età? Entro il 2010 "La longevità è questione di geni" Presentato in occasione del meeting annuale della Royal Society un progetto che mira a ottenere la longevità agendo sui geni. "Chi vive fino a 100 anni - ha spiegato l'esperto - generalmente muore sano. La durata della nostra vita è scritta nel dna" di SARA FICOCELLI 17 maggio 2011 IL PROGETTO «LIFE LENGHT» IDEATO A MADRID Il test del sangue dirà quanto invecchiate Misura la lunghezza dei cromosomi e sarà in vendita entro fine anno. Gli esperti: rischio di uso improprio Un gene modificato e il topo ringiovanisce / Il gene che fa ringiovanire l' elisir dai topi senza eta'

2 Il futuro a 500 euro: un test del sangue ci dirà quanto vivremo..
                                                                            Il segreto è nel Dna (Foto: Flickr) Come in un film che scorre all’incontrario, sarebbe bello vedere le rughe sul viso assottigliarsi e poi pian piano sparire, i capelli da bianchi farsi grigi e poi nuovamente neri, e la memoria e la prontezza di riflessi tornare quelle di un tempo. Insomma sarebbe bello che il processo ineluttabile al quale siamo sottoposti dalla nascita, invecchiare, potesse non solo arrestarsti ma anche tornare indietro, riconducendoci alla giovinezza. Una ricerca svolta al Dana-Farber Cancer Institute della scuola di Medicina di Harvard, e appena pubblicata sulla rivista Nature, sostiene che, nei topi, questo è possibile. 30 novembre 2010 —   pagina 1   sezione: PRIMA PAGINA NEW YORK NON è facile riconoscere il ritratto di Dorian Gray nel faccino di un topo da laboratorio. Ma l' esperimento riuscito nella prestigiosissima Medical School di Harvard sembra davvero la realizzazione del sogno inseguito dai tempi di Narciso. Fermare l' orologio dell' età. Anzi: farlo addirittura tornare indietro nel tempo… «I topolini avevano un' età che può essere comparata agli 80 anni di un uomo: erano sul punto di morire. Dopo l' esperimento, avevano invece l' aspetto fisiologico di un giovane adulto». Martedì 17 maggio 2011 Il futuro a 500 euro: un test del sangue ci dirà quanto vivremo.. Basterà un semplice prelievo per stabilire quale sarà la data Approssimativa della nostra morte

3 Vediamo meglio come stanno le cose…. partendo dall’inizio
Per sintetizzare un nuovo filamento non è necessario solamente il vecchio filamento, ma serve anche l’inizio di un nuovo filamento, il quale possiede un innesco o primer formato da nucleotidi dell’acido ribonucleico (RNA). Una volta collocati gli RNA inneschi le DNA-polimerasi iniziano a sintetizzare i nuovi filamenti, aggiungendo uno ad uno i nucleotidi ai filamenti in crescita.

4 Le prime DNA-polimerasi scoperte sintetizzavano i filamenti nuovi da quelli vecchi solamente in direzione da 5’ a 3’, ma a causa della natura antiparallela della molecola di DNA doveva esserci anche una DNA-polimerasi che sintetizzasse l’altro filamento in direzione da 3’ a 5’, ma non fu scoperto. La soluzione a questo problema fu data da uno scienziato giapponese, Reiji Okazaki, il quale scoprì che mentre il filamento da 5’ a 3’ era sintetizzato ininterrottamente, quello da 3’ a 5’ era sintetizzato in modo discontinuo, come se fosse costituito da una serie di frammenti ognuno di essi sintetizzato da 5’ a 3’.

5 Il filamento sintetizzato in modo continuo è chiamato filamento guida e quello sintetizzato come una serie di frammenti, filamento in ritardo. Tali frammenti sono conosciuti con il nome di frammenti di Okazaki. Il ruolo degli RNA inneschi, sia nei frammenti in ritardo che in quelli guida è quello di fornire una sequenza corretta di nucleotidi che presentano gruppi -OH in posizione 3’ ai quali la DNA-polimerasi (iniziando dall’RNA innesco ), si muove lungo un filamento di DNA aggiungendo nucleotidi all’estremità 3’. Per mezzo di un ulteriore enzima, la DNA-ligasi, avviene il collegamento del segmento di DNA appena sintetizzato al filamento di DNA in crescita

6 Tuttavia, negli eucarioti le DNA polimerasi non sono in grado di completare
la sintesi dell’ultimo frammento di Okazaki, perché una volta rimosso il primer di RNA, quest’ultimo non può essere sostituito da DNA. Di conseguenza rimane un’ultima parte di DNA che non viene replicata e che aumenta ad ogni replicazione (gap)

7 Ad ogni duplicazione se ne perde un pezzo (dai 50 ai 200)
Il cromosoma tuttavia non si perde perché i cromosomi posseggono all’estremità delle sequenze che si ripetono molte volte: i telomeri. Nei vertebrati sono ripetute 2500 volte e sono 5’-TTAGGG-3’.

8 Noi ereditiamo dai nostri genitori i telomeri i quali, con il passare del tempo
diventano inevitabilmente più corti, soprattutto nei maschi. Il loro accorciamento ha un effetto negativo ed è la principale causa della rottura delle cellule associata all’età Le cellule che si dividono più spesso, come ad esempio quelle della pelle dei capelli… sono maggiormente colpite dall’accorciamento del telomero Dopo essersi divisa volte la cellula quindi è destinata a morire, a meno che…………..

9 …non riescano a riformare i frammenti di DNA che si perdono.
le telomerasi sono degli enzimi in grado di ricostruire in DNA che si perde ad ogni duplicazione utilizzando una transcriptasi inversa, cioè un enzima che riesce a riformare il DNA partendo dall’RNA. Vediamo come agiscono

10 Alle estremità 5’dei cromosomi lineari degli eucarioti esistono da 4
Alle estremità 5’dei cromosomi lineari degli eucarioti esistono da a copie di una sequenza esanucleotidica, TTAGGG (nell’uomo), seguita da nucleotidi dell’esanucleotidea filamento singolo, ripiegato su sé stesso (T-loop). Estremità cromosomica con interruzione al 5’ lasciata dalla rimozione del primer b) Legame della telomerasi alla ripetizione telomerica sporgente alla fine del cromosoma

11 c) Sintesi di un segmento di 3 nucleotidi all’estremità del cromosoma, usando
come stampo l’RNA della telomerasi d) Slittamento della telomerasi e legame dello stampo alla sequenza TTG in maniera diversa e) Sintesi di una nuova ripetizione telomerica usando lo stampo di RNA. Il processo può essere ripetuto più volte, per aggiungere un maggior numero di ripetizioni telomeriche

12 f) La telomerasi si dissocia dall’estremità, ma prima si sintetizza un primer di RNA e la
DNA polimerasi catalizza la sintesi di nuovo DNA. g) Dopo la rimozione dei primers, il risultato è un cromosoma più lungo rispetto all’inizio Vedi video

13 L’americana Blackburn nel 2009 ha ricevuto il nobel per questa scoperta
che apre due strade: 1) TERAPIA ANITITUMORALE: Nei tessuti normali di un adulto, l’attività della telomerasi sono molto ridotte. Di conseguenza, cellule normali in coltura presentano una vita breve e vanno incontro ad un arresto della crescita, detto senescenza. Nelle cellule staminali e delle linea germinale, ma anche in molti tumori, invece, le attività della telomerasi sono spiccate. Ciò ha portato a proporre l’uso di inibitori della telomerasi per la terapia antitumorale.

14 2) IL fenomeno della senescenza:
Alcuni scienziati hanno pensato che, riattivando la telomerasi, questo naturale processo di deterioramento si può arrestare. Così gli esperti hanno creato in laboratorio topolini con un difetto nel gene della telomerasi, caratterizzati da atrofia di organi e tessuti, difficoltà di guarigione di ferite e perdita di cellule staminali. Questi topi mostrano gravi segni e sintomi di invecchiamento avanzato già in età adulta e vivono meno degli altri. A questi topolini è stata accesa la telomerasi e si è osservato una sorprendente reversione del loro stato di invecchiamento: le cellule staminali si sono risvegliate, i loro organi sono ringiovaniti, il cervello è cresciuto, sono tornati fertili e molto altro. ..ma quello che succede nell’organismo umano è ben diverso anche perchè l'invecchiamento è dovuto a tantissimi altri fattori. …Quindi, per l’elisir di lunga vita dobbiamo ancora aspettare!!!!