Telomerin Yaşlanma ve Kanser ile İlişkisi
Güncelleme tarihi: 7 Eyl 2019
Yağmur Kurumuş – İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü
İnsanlığın var oluşundan beri hep yaşlanmama ve ölümsüzlüğü bulma adına çalışmalar yapılmıştır. 1930’lardan itibaren telomerin keşfedilmesiyle bu konudaki bilimsel çalışmalar artmıştır. Telomerin yaşlanma hakkındaki araştırmaları devam ederken günümüzde giderek yaygınlaşmaya başlayan bir hastalık olan kanserle ilgili ilişkisi de beraberinde araştırılmaya başlanmıştır. Telomer ilk olarak 1933 yılında bir genetikçi olan Barbara McClintock tarafından hücre bölünmelerini incelerken kromozomun uçlarının eksildiğini ve kromozom uçlarının yapışkan bir yapı halini aldığını fark etmiştir. Bunun sonucunda kromozom uçlarının koruyan bir yapının varlığını savunan bir hipotez ortaya koymuştur. Daha sonra 1970’lerin başında Alexey Olovnikov yaptığı çalışmalar sırasında kromozomun belli bölgelerinin kopyalanmadığını fark etmiştir. Daha sonra 1977-75 yılları arasında Dr. Elizabeth Blackburn ve arkadaşları kromozomların uçlarında kromozomları koruyan yapıların varlığını kanıtlayıp 2009 Nobel Tıp Ödülü’ne layık görüldüler. Daha sonraki yıllarda telomer hakkındaki çalışmalar sürdürülürken günümüze kadar olan süreçte hala yaşlanmaya ve kansere olan etkisi kanser tedavisindeki rolü araştırılmaya devam edilmektedir.
Telomer nedir?
Telomer kromozomda bulunan uç parçalardır ve organizmalarda sayısal anlamda çok az bulunmaktadır yaklaşık olarak total DNA’nın %0.003’ü telomerik DNA’dır. Telomerik bölge insanlarda 40 ile 60 kilo baz olup TTAGGG, TTGGG dizilerinin tekrarlarından oluşmaktadır. Bu tekrarlar türlerde farklılık göstermektedir. Diğer kromozomal bölgelerden farklı olup sentezi için özel bir polimeraz olan telomeraz enzimi gerekmektedir. Telomerler kromozomları dış zararlardan ve istenmeyen kromozom uçlarının birleşmesinden ayrıca kromozomu nükleolitik parçalanmadan korur. Kromozom stabilitesini sağlar. Ökaryotik hücrelerde hücre çoğalması ve kromozomların replikasyonunda önemli bir rol almaktadır. Telomerin uzunluğu hücrelerin gençliği ile doğru oratılıyken giderek kısalması hücrelerin yaşlanması ve işlevlerinin giderek zarar görmesi anlamına gelmektedir.
Telomerin Yaşlanma İle İlişkisi
Telomerin yaşlanma ile olan ilgisini araştıran ilk bilim adamlarından biri Alexey Olovnikov’dur. Olovnikov DNA replikasyonu sonrasında bütün kromozomlardaki eksilmeyi fark etmiştir. Kromozomların belli sayıda bölünebildiği ve kritik eksilme noktasına varıldığında ise bölünmenin gerçekleşmediğini bunun da hücrenin ölümüne sebep olduğunu keşfetmiştir. Germ line yani somatik olmayan hücrelerin telomeraz uzunluğunda bir değişme olmaz. Oysa çok hücreli yaşam formlarında germ line hücrelerinin evrimsel döngüde telomerazının kısalması onları kontrol edilemeyen bir bölünme yoluna giden kanser hücreleri haline gelme olasılığını azaltır. Yani telomerin giderek kısalması beraberinde yaşlanamayı getirir ve bu evrimsel süreçte çok ciddi hastalıkların önüne geçmektedir. Yaşlanmayı tanımlamak gerekirse eğer telomerin uzunluğu daha fazla kısalamayacak o kritik uzunluğa vardığı noktadan sonraki başlayan süreçtir. Cyclin Dependent Kinase (CDK) oluşumu engellenir ve hücrenin G0 ya da G1'den S fazına geçişi durdurulur. Böylece hücre bölünemez ve yaşlanır. Bunun yanında telomer uzunluğuna etki eden birçok etken vardır. Bunların içinde beslenme uyku düzeni genetik faktörler spor yapmak strese maruz kalmak gibi etkenler bulunmaktadır.
Telomerin Kanser İle İlişkisi
Genel olarak incelendiğinde hücrelerin ölümü iki evrede gerçekleşir M1 ve M2, M1 evresini aşan hücreler M2 evresine geçtiğinde normalde telomeraz aktivitesi yavaşlar ve giderek kısalarak ölür. Eğer M2 evresinde telomeraz aktivitesi sayesinde telomer boyu sabit kalmayı başarırsa M2 evresi aşıldıktan sonra hücre ölümsüzleşir ve bölünmeye devam eder. Genelde kanser hücreleri M2 evresini aşıp bölünmeye devam edebilen hücrelerdir. Ayrıca telomerin kanser hücreleri ile ilişkisi araştırılırken metastatik yani kötü huylu tümörlerin telomeraz aktivitesinde ciddi oranda artış gözlemlenmektedir. 1995’li yıllarda doklardaki telomeraz aktivitesini belirlemek için TRAP (Telomeric Repeat Amplification Protocol, Telomerik Tekrarların Çoğaltılması) yöntemi geliştirmiş ve 24 farklı kanser türünde çalışılarak, kanser ile telomeraz üretimi arasında bir ilişki olduğu görülmüştür. Telomeraz aktivitesinin belirlenmesi ile bir insanın kanser olup olmadığı bu yöntem aracılığıyla daha kesin bir sonuca varmaktadır.
Genele baktığımızda evrimleşme sürecinde doğal dengeyi bozacak herhangi bir olay çeşitli hastalıkları da beraberinde getirmektedir. Ölüm ve ölümsüzlük de buna dahil olmak üzere hücrenin ölümsüzlüğe gitti bir yolda kanser hücresi haline gelme ve vücuda ciddi zarar verme olasılıkları artmaktadır. Günümüzde kanserin tedavisiyle alakalı çalışmalar devam ederken telomeraz aktivitesi ve telomeraz uzunluğu göz önünde bulundurarak buna yönelik tedavi yöntemleri de geliştirilmeye çalışılmaktadır. Henüz tam olarak özelleşmiş telomeraz inhibitörleri (engelleyici) bulunamamış olsa da telomerazın DNA ile bağlantısını sağlayan kısmın bloke edilmesi kanser tedavisinde yeni bir bakış açısını ortaya koymaktadır. Ayrıca özelleşmiş inhibitörler kullanarak hücre bölünmesini kontrol altına alıp çeşitli kanser türlerin tedavisi için çeşitli çalışmalar sürdürülmektedir.
Kaynakçalar:
Atlı, D., & Bozcuk, D. (2002). TELOMER VE HÜCRESEL YAŞLANMA. Retrieved 25 July 2019, from http://geriatri.dergisi.org/uploads/pdf/pdf_TJG_99.pdf
YILDIZ, M., DUMAN, D., & ARAS, S. (2010). TELOMERLERİN YAŞLANMA VE KANSER İLİŞKİSİNDEKİ ROLÜ.Retrieved25July2019,fromhttp://www.journalagent.com/turkhijyen/pdfs/THDBD_66_4_187_195.pdf