Теломераза как онкоген. Механизмы опухолевого роста

Другой тип онкогенов — ген, кодирующий теломеразу (обратную транскриптазу), необходимую для синтеза шестичленного повтора TTTAGG, как компонента теломеры на концах хромосом. Теломераза необходима, поскольку в ходе нормальной полуконсервативной репликации ДНК ДНК-полимераза, только добавляющая нуклеотиды к 3′-концу нити ДНК, не может завершить синтез растущей нити, просто дойдя до 3′-конца шаблонной нити. В половых и эмбриональных клетках человека теломеры содержат приблизительно 15 килобаз повторов. Поскольку клетки дифференцируются, активность теломеразы различается во всех соматических тканях, за исключением высокопролиферативных клеток тканей, подвергающихся самовосстановлению, например клеток костного мозга. Если активность теломеразы утрачивается, теломеры укорачиваются, теряя при каждом делении клетки приблизительно 35 пар оснований теломерных повторов ДНК.

Через несколько сотен клеточных делений хромосома становится поврежденной. Нарушение ДНК, в свою очередь, приводит к прекращению деления и переводит клетку в стадию G0 клеточного цикла; в конце концов клетка подвергается апоптозу. В отличие от этого, в тканях многих опухолей экспрессия теломеразы сохраняется, что позволяет раковым клеткам неограниченно размножаться. В некоторых случаях появление активности теломеразы вызвано хромосомными или геномными мутациями, непосредственно затрагивающими ген теломеразы; в других ген теломеразы может быть только одним из многих генов, экспрессия которых изменена онкогеном, например MYC.

Стойкую экспрессию теломеразы не расценивают как первичную причину опухолей у человека, но она, вероятно, важна на следующем шаге, позволяя раковым клеткам сохраняться, несмотря на непрерывное деление клетки. Независимо от времени возникновения активности теломеразы в раковых клетках, присутствие ее активности в настоящее время используют как чувствительный диагностический метод опухолевого роста в образцах крови или в клетках, полученных при биопсии тканей, подозрительных на рак. Кроме того, учитывая роль теломеразы в повышении клеточной пролиферации, ингибиция теломеразы активно используется как новый метод лечения рака.