Telomeres

00:00 Was Sie nun auf dem Bildschirm hier sehen sind einige mit Antikörpern angefärbte Chromosomen und diese Antikörper sind so konzipiert, dass sie spezifisch an die Telomere binden.

00:11 Und wenn man die Telomere sieht, dürfte es Sie aufgrund dessen, was ich Ihnen bereits sagte, nicht überraschen, dass sie immer an den Enden der DNA sind.

00:18 Telomere sind interessante Sequenzen. Sie sind kurze DNA-Stücke, die immer und immer und immer und immer wieder repliziert werden.

00:29 Die Sequenzen variieren zwischen ca. 3.000 und 20.000 Basenpaare am Ende eines Chromosoms.

00:36 Zu Beginn als sie entdeckt wurden, bezeichnete man sie als Junk-DNA (funktionslose DNA), weil sie nicht für Proteine kodierten und sie hatten diese wirklich merkwürdige Eigenschaft, dass sie nur Wiederholungen der gleichen Sequenz waren.

00:48 Beim Menschen sind diese Sequenzen Wiederholungen von TTAGGG.

00:52 Das waren also irgendwie sinnlose Sequenzen und das ist der Grund, warum sie ursprünglich Junk-DNA genannt wurden.

00:57 Aber erst später wurde klar, warum diese Sequenzen wichtig waren.

01:02 Wenn man diese sich wiederholende Sequenz verliert und sie kodiert nicht für ein Protein, dann hat die Verkürzung der Sequenz sehr wenig Auswirkungen bis man alle Repeats (Wiederholungen) verliert.

01:14 Einige Leute glauben, dass die Lebensdauer der Zellen tatsächlich mit der Länge der Telomere zusammenhängt.

01:20 Je länger die Telomere sind, desto länger ist die Lebensspanne; denn, wenn man den Punkt überschritten hat, wo die Wiederholungssequenzen liegen, wird man beginnen, kritische DNA-Abschnitte zu verlieren.

01:30 Wie kommen die Telomere dort hin? Die Telomere in eukaryontischen Zellen müssen in jeder Generation neu gebildet werden.

01:37 Und sie werden von Keimzellen und embryonalen Zellen gebildet, wie wir sehen werden.

01:41 Der Aufbau der Telomere erfordert den Einsatz eines Enzyms, das als Telomerase bekannt ist.

01:48 Telomerasen funktionieren folgendermaßen.

01:50 Die Telomerase ist auch eine reverse Transkriptase und sie ist sogar eine sehr ungewöhnliche. An dieser Stelle möchte ich Sie daran erinnern, dass die reverse Transkriptase ein Enzym ist, das DNA durch Kopieren von RNA herstellt. Doch wie funktioniert das? Das Enzym Telomerase, das Ungewöhnliche, das es tut, ist, dass es eine Matrize (Strang, der als Schablone dient) mit sich trägt, welche zum Kopieren dient.

02:18 Und die Telomerase kommt vor allem in embryonalen Zellen und in Krebszellen vor.

02:27 Nun wollen wir uns ansehen, wie die Telomerase funktioniert, damit wir eine bessere Vorstellung davon haben, wie die Telomerase selbst hergestellt wird.

02:35 Auf dieser Abbildung hier können Sie ein eukaryotisches Chromosom sehen.

02:40 Der linke Teil ist gelb und dann ist da eine kleine Lücke und an dieser Lücke sehen Sie den blauen Strang unten und auch den Umriss der Telomerase.

02:49 Die Telomerase hat also diesen blauen Strang an das Ende dieses linearen Chromosoms mitgebracht.

02:55 Und sie hat Basenpaare gebildet zwischen dem A und dem T, dem A und dem T und dem G und dem C.

02:59 Sie sehen also diese drei Basenpaare an der Verbindungstelle zwischen dem blauen und dem gelben Strang oben.

03:05 Zur Wiederholung, das Blaue ist also die RNA-Matrize (Vorlage), die von der Telomerase hergebracht wurde.

03:12 Was die Telomerase tut, nachdem sie diese Basenpaare hergestellt hat, sieht man am oberen Strang, der in 5’- 3’ Richtung zeigt. Und was macht die Telomerase? Sie nimmt ihn als Primer und erweitert ihn. Sie verlängert also den Primer und kopiert die RNA, die sie mit sich führt.

03:30 Und was macht sie danach? Sie rutscht weiter nach unten.

03:34 Und so wird immer wieder die gleiche Sequenz kopiert, wieder und wieder und wieder und wieder.

03:40 Durch diesen Vorgang werden die Wiederholungen des Telomers hergestellt.

03:44 Dieses Verlängern und Verlängern und Verlängern und Verlängern des eukaryotischen Chromosoms kann nun tausende Male stattfinden.

03:51 Nachdem der oberste Strang nun repliziert worden ist, kann auch der untere Strang synthetisiert werden. Aber denken Sie daran, dass dieser wie der Folgestrang sein wird und ebenfalls stückchenweise hergestellt wird.

04:02 Die Teile werden also die Primase einbeziehen und sich dann nach innen bewegen.

04:06 Die allerletzte Primer ganz am Ende wird nicht ersetzt.

04:12 Aber das Telomer ist um Tausende von Basen bei dem Prozess gewachsen und ermöglicht es diesem Chromosom für die nächste Generation bereit zu sein.

04:22 Hier haben wir also die neu hinzugefügte Wiederholungssequenz. Dort ist die Primase, die den RNA-Primer hergestellt hat und jetzt sehen wir auf dem anderen Strang, dass der untere Strang repliziert wurde.

04:31 Und bei diesem Vorgang wird letztlich das eukaryotische Chromosom repliziert.