Zeitschrift für biomolekulare Forschung und Therapeutik

Abstrakt

Tolomere und Krebs

Iqbal RK, Azam I und Khalid R

Telomere schützen die Chromosomen in normalen Zellen. Ihre Verkürzung aufgrund von Zellteilungen und oxidativem Stress führt zu einer Verkürzung der Telomere und damit zu chromosomaler Instabilität. Telomerase ist ein Enzym, das an den Chromosomenenden TTAGG-Telomerwiederholungen hinzufügt. Die Aktivität des Enzyms Telomerase spielt eine bedeutende Rolle bei der Entstehung und dem Fortschreiten von Krebszellen. In Krebszellen wird die Telomerlänge durch das Enzym Telomerase aufrechterhalten. Krebszellen überleben dank der Aktivität des Enzyms Telomerase, wodurch die Länge der Telomere aufrechterhalten wird und die Zelle Zelltodmechanismen entgeht. In Krebszellen hemmen eine Verkürzung der Telomere oder eine Funktionsstörung der Telomere das Fortschreiten und die Entwicklung von Krebs aufgrund der Aktivierung des zellulären Alterungspfads. In dieser Übersicht fassen wir Struktur und Funktion der Telomere sowie die Rolle der Telomere bei der Entstehung und dem Fortschreiten von Krebs zusammen. Hermen J. Muller und Barbara McClintock haben Telomere als eine Struktur an den Enden der Chromosomen identifiziert. Das Wort Telomer leitet sich vom griechischen Wort „telos“ ab, das Enden bedeutet, und „meres“ bedeutet Teil. Eine kürzere Telomerlänge oder das vollständige Fehlen von Telomeren führt zu einer Verschmelzung der Chromosomen von Ende zu Ende und führt letztendlich zu Zellalterung oder Zelltod. James D. Watson bezeichnete es in den 1970er Jahren als Endreplikationsproblem, bei dem sich während der DNA-Replikation die DNA-abhängige Polymerase am 5'-Terminus nicht vollständig repliziert, wodurch kleine Bereiche des Telomers unkopiert bleiben. 1960 stellten Leonard Hayflick und seine Kollegen fest, dass die menschliche diploide Zelle in Kultur eine begrenzte Anzahl von Zellteilungen durchlaufen kann. Die maximale Anzahl von Teilungen, die eine Zelle in vitro erreichen kann, wird als Hayflick-Grenze bezeichnet, die nach Leonard Hayflick benannt wurde. Wenn die Zellen eine Grenze erreichen, an der sie sich nicht mehr teilen können, unterliegen sie schließlich biochemischen und morphologischen Veränderungen, die schließlich zum Zellzyklusarrest führen, einem Prozess, der als „zelluläre Alterung“ bezeichnet wird. Die Telomerase ist ein Enzym, das Telomerwiederholungen an die Enden der Chromosomen anfügt und 1984 von Elizbeth und ihrem Kollegen entdeckt wurde. Das Vorhandensein von Telomerase-Enzymaktivität wurde 1989 auch von Gregg in menschlichen Krebszelllinien nachgewiesen. Eine weitere von Greider und Kollegen durchgeführte Studie zeigte das Fehlen des Telomerase-Enzyms in normalen somatischen Zellen. Shay und Harley entdeckten in den 1990er Jahren das Vorhandensein von Telomeraseaktivität in 90 von 101 menschlichen Tumorzellproben, die aus 12 verschiedenen Tumorarten isoliert wurden, während sie in normalen somatischen Proben (n=50), die aus 4 verschiedenen Gewebearten isoliert wurden, keine Aktivität fanden. Seitdem haben verschiedene Studien an 2600 menschlichen Tumorproben die Telomeraseaktivität in etwa 90 % der verschiedenen Tumorzellen gezeigt. Das Vorhandensein von Telomeraseaktivität in Krebszellen zeigt deutlich eine wichtige Rolle dieses Enzyms in der Krebspathogenese. Telomere spielen eine entscheidende Rolle bei Krebs, Alterung,Progerie (vorzeitige Alterung) und verschiedene andere altersbedingte Erkrankungen, aufgrund derer Telomere und das Enzym Telomerase in jüngster Zeit ein aktives Forschungsgebiet sind.