Випадок робертсонівської транслокації між хромосомами 13 і 14
Пробанд — чоловік 27 років. Подружня пара звернулася до медико-гене-тичного центру з приводу обтяженого акушерського анамнезу (3 мимовільні викидні). Пробанд — від 1-ї доношеної вагітності. Ріс і розвивався відповідно до віку. Вважає себе здоровим. Фенотип без особливостей.
Під час цитогенетичного дослідження виявлено каріотип: 45,XY,der(13;14)(q10;q10).
Хромосома 14
Вражає глибина аналізу хромосоми 14, який провів М. Рідлі (2008). На його думку, чотири мільярди років не затерли «текст» генома (багато в чому завдяки тому, що він записаний в цифровій формі), але щороку життя робить наше тіло менш гнучким і рухомим. Менше 50 циклів розподілів вистачає для того, щоб запліднена клітина перетворилася на організм, і ще 100 циклів розподілів забезпечують регенерацію шкіри і органів у дорослої людини протягом всього його життя. Продуктом гена ТЕР1 є білок, який входить до складу однієї з найдивніших біохімічних машин — теломерази. Відсутність теломерази в клітинах веде до старіння. Додавання теломерази робить деякі клітини безсмертними. Кожна хромосома є довгою сторінкою тексту, який копіюється полімеразою повністю, за винятком самого початку і самого кінця. Тому на своїх кінцях хромосоми містять безглуздий текст більш ніж з тисячі повторів «фрази» TTAGGG. Ці фрагменти ДНК, що повторюються, називаються теломерами. Завдяки наявності теломер на кінцях хромосоми незграбність полімерази не призводить до втрати життєво важливої інформації. Але кожного разу після копіювання хромосоми число теломер на кінцях зменшується. Після зняття сотні копій хромосома стає настільки короткою, що під загрозою виявляються важливі гени. В середньому теломерні кінці хромосоми зменшуються на 31 «букву» в рік, але в тканинах з високою швидкістю розподілу кінці хромосом «згоряють» значно швидше. От чому клітини старіють і вмирають до певного віку. До вісімдесяти років на кінцях хромосом залишається в середньому 5/8 від числа теломер, які були при народженні.
В яйцеклітинах і сперматозоїдах невпинно працює теломераза, нарощуючи кінці хромосоми, що згортають, за рахунок додавання нових теломерів. Сполука містить в собі молекулу РНК, яка використовується як шаблон для копіювання теломерів, а сам білок дуже нагадує вже відому вам зворотну транскриптазу, завдяки якій ретровіруси і транспозони примножують своє число. Одні вважають теломеразу попередницею всіх ретровірусів і транспозонів, початковою системою копіювання РНК в ДНК. Інші розглядають теломеразу як релікт РНК-ової епохи життя на Землі — перший організм, в основі якого лежав комплекс з молекул РНК і білка. Серед всіх інших генів гени теломерази найбільше підходять під вираз «гени молодості».
Теломераза є справжнім еліксиром вічного життя для клітин.
Вивчення теломерази відкриває перед нами нові перспективи в боротьбі з раком. Ракові клітини не можуть жити без теломерази. В організмі людини ген теломерази вимкнений у всіх тканинах за рідкісним винятком, але цей ген активно працює в організмі ембріона. З моменту вимкнення гена теломерази життя людини «ставиться на стрілку». З того часу довжина теломер на кінцях хромосом відмірює число розподілів у клітинах різних тканин, і в певний час укорочення хромосом з кінців досягає межі, за якою слідує смерть клітин.
Клітини артерій розтягуються і стискаються при кожному ударі серця, що веде до їх швидкого зносу і заміни новими клітинами, які швидко діляться. Саме постійний розподіл клітин в стінках артерій веде до швидкісного укорочення довжини теломер і старіння клітин. Ймовірно, саме тому ми частіше страждаємо від проблем з артеріями, ніж від проблем з венами.
У хворих з синдромом Вернера (організм швидко і передчасно старіє) теломери справді скорочуються зі значно більшою швидкістю, але при народженні вони були приблизно такої ж довжини.
Старіння виявилося саме тією ознакою, яка знаходиться під контролем багатьох генів. Джордж Мартін (George Martin) підрахував, що на процес старіння у людини впливають до 7 000 генів, тобто 10% від загального числа генів. Старіння є практично одночасним руйнуванням багатьох систем організму, так що будь-який ген, що визначає функціональність тієї або іншої системи, можна віднести до генів старіння.
Вік є найканцерогенним чинником. Включення гена теломерази - це вже останнья сходинкя перетворення клітини тканини в злоякісну клітину пухлини.
Рис. 33. Хромосома 14 (за В.П. Пузирьовим,2001)