Telomere

Was sind Telomere?

Telomere (griechisch „Endteil“ – τέλος/télos „Ende“ und μέρος/méros „Teil“) sind die Schutzkappen unserer Erbinformation. Sie bestehen aus DNA-Abschnitten, die sich an den Enden jedes unserer Chromosomen befinden. Sie bestehen aus derselben Basensequenz, die sich immer wieder wiederholt. Beim Menschen lautet die Telomersequenz TTAGGG. Diese Sequenz kann bis zu etwa 15.000 Basenpaare lang sein und wird dabei rund 3.000-Mal wiederholt.

Für was brauchen wir Telomere?

Telomere erfüllen drei wichtige Aufgaben:

1. Sie helfen dabei, jedes unserer 46 Chromosomen im Zellkern zu organisieren.
2. Sie schützen die Enden unserer Chromosomen, indem sie eine Kappe bilden, ähnlich wie die Plastikspitze an Schnürsenkeln. Wären die Telomere nicht vorhanden, könnten unsere Chromosomen an anderen Chromosomen haften bleiben.
3. Sie sorgen dafür, dass das Chromosom bei der Zellteilung ordnungsgemäß repliziert werden kann: Jedes Mal, wenn eine Zelle eine DNA-Replikation durchführt, werden die Chromosomen um etwa 25-200 Basen (A, C, G oder T) pro Replikation verkürzt. Da die Enden jedoch durch Telomere geschützt sind, gehen nur Teile der Telomere verloren, und die informationstragende DNAAus was besteht die DNA? DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist d... More bleibt unbeschädigt. Ohne Telomere würde bei jeder Zellteilung (eine Zelle teilt sich in der Regel etwa 50 bis 70 Mal) wichtige DNAAus was besteht die DNA? DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist d... More verloren gehen. Dies würde schließlich zum Verlust ganzer Gene führen.

Was geschieht mit den Telomeren, wenn wir altern?

Bei jeder Zellteilung gehen 25-200 Basen von den Enden der Telomere auf jedem Chromosom verloren. Zwei Hauptfaktoren tragen zur Verkürzung der Telomere während der Zellteilung bei:

1. Das “Endreplikationsproblem” während der DNA-Replikation: Es ist für den Verlust von etwa 20 Basenpaaren pro Zellteilung verantwortlich.
2. Oxidativer Stress: Verantwortlich für den Verlust von 50-100 Basenpaaren pro Zellteilung. Man geht davon aus, dass das Ausmaß des oxidativen Stresses im Körper durch Lebensstilfaktoren wie Ernährung, Rauchen und Stress beeinflusst wird.

Wenn das Telomer zu kurz wird, erreicht das Chromosom eine “kritische Länge” und kann nicht mehr repliziert werden. Diese “kritische Länge” löst das Absterben der Zelle durch einen Prozess namens Apoptose aus, der auch als programmierter Zelltod bezeichnet wird.

Wie kann die Länge der Telomere erhalten werden?

Telomerase ist ein Enzym, das die Telomersequenz TTAGGG an die Enden der Chromosomen anfügt. Telomerase kommt nur in sehr geringen Konzentrationen in unseren Körperzellen vor. Da diese Zellen die Telomerase nicht regelmäßig nutzen, alternAltern mag wie eine offensichtliche Sache erscheinen: Man wi... More sie, was zu einer Beeinträchtigung der normalen Funktion führt. Das Ergebnis der alternden Zellen ist ein alternder Körper. Telomerase findet sich in hohen Konzentrationen in Keimzellen (Ei- und Samenzellen) und Stammzellen. In diesen Zellen wird die Telomerlänge nach der DNA-Replikation aufrechterhalten, und die Zellen zeigen keine Anzeichen von Alterung. Auch in Krebszellen ist Telomerase in hohen Konzentrationen vorhanden. Dies ermöglicht es Krebszellen, unsterblich zu sein und sich selbst weiter zu replizieren. Würde die Telomeraseaktivität in Krebszellen ausgeschaltet, würden sich ihre Telomere verkürzen, bis sie eine “kritische Länge” erreichen. Dies würde die Krebszellen daran hindern, sich unkontrolliert zu teilen und Tumore zu bilden.

Telomere und Altern

Bei Mäusen, denen das Enzym Telomerase fehlt, wurden Anzeichen einer vorzeitigen Alterung festgestellt. Es ist jedoch nicht sicher, ob die Verkürzung der Telomere für das AlternAltern mag wie eine offensichtliche Sache erscheinen: Man wi... More beim Menschen verantwortlich ist oder ob sie nur ein Zeichen des Alterns ist, wie graue Haare. Es gibt mehrere Hinweise darauf, dass die Telomerlänge ein guter Prädiktor für die Lebenserwartung ist. Neugeborene haben in der Regel Telomere mit einer Länge von etwa 8.000 bis 13.000 Basenpaaren. Es wurde beobachtet, dass diese Zahl jedes Jahr um etwa 20-40 Basenpaare abnimmt. Wenn jemand 40 Jahre alt ist, kann er also bis zu 1.600 Basenpaare seiner Telomere verloren haben. Im Großen und Ganzen ist die Verkürzung unserer Telomere alleine durch das AlternAltern mag wie eine offensichtliche Sache erscheinen: Man wi... More nicht signifikant, auch nicht bei sehr alten Menschen. Es gibt jedoch noch eine ganze Reihe anderer Faktoren, die sich auf die Länge unserer Telomere auswirken, wie z. B. Rauchen, Strahlung und Fettleibigkeit.