Estructura y localización de los telómeros
Los telómeros se encuentran en los extremos de los brazos de los cromosomas lineales. Consisten en ADN telomérico compuesto por bloques de nucleótidos repetidos múltiples veces. En los vertebrados y en los humanos, este motivo estructural tiene la forma TTAGGG.
El tamaño de estas regiones varía según la especie de organismo y el tipo de tejido:
- En los humanos, la longitud de los telómeros es de 2 a 20 mil pares de nucleótidos (p.n.). Además, en las células germinales este valor es de 10–15 kb, mientras que en los leucocitos de sangre periférica es de 5–12 kb.
- En los ratones, la longitud de las regiones teloméricas puede alcanzar cientos de miles de pares de nucleótidos.
La principal característica de los telómeros es su incapacidad para unirse a otros cromosomas. Su tarea fundamental es proteger las secuencias genéticas importantes de la destrucción.
El problema de la endorreplieca de los extremos cromosómicos
En cada ronda de replicación del ADN, los cromosomas eucariotas lineales pierden una parte de su longitud (aproximadamente 10–20 nucleótidos). Esto ocurre debido a las características del funcionamiento de los sistemas enzimáticos, que requieren cebadores de ARN para iniciar la síntesis.
En primer lugar, se reduce el tamaño de los telómeros. De este modo, actúan como un «contador» peculiar de las divisiones celulares. Cuando la longitud del ADN telomérico alcanza un mínimo crítico, el ciclo celular se detiene, lo que conduce al envejecimiento y a la posterior muerte de la célula. Cabe destacar que las bacterias, que poseen moléculas de ADN circulares, no presentan este problema.
Funciones y actividad de la telomerasa
La telomerasa es una enzima de la clase de las ADN polimerasas que resuelve el problema de la endorreplieca. Alarga el extremo 3' del cromosoma con repeticiones teloméricas. La telomerasa tiene una estructura compleja: además de la parte proteica, contiene una molécula de ARN que sirve como molde para la síntesis de bloques de nucleótidos.
La actividad de la enzima depende estrictamente del tipo celular:
- Células embrionarias, troncales y germinales: Se caracterizan por una alta actividad telomerásica. Los telómeros se restauran constantemente, lo que permite que las células se dividan de forma indefinida sin pérdida de material genético.
- Células somáticas: En ellas, la enzima está inactiva. Se considera que reciben una «porción» fija de ADN telomérico que se acorta progresivamente con cada división y con la edad del organismo en su conjunto.
Al iniciarse el proceso de diferenciación de las células madre, la actividad de la enzima disminuye bruscamente y comienza el proceso de acortamiento natural de los cromosomas.
Importancia clínica: envejecimiento y oncología
La longitud de los telómeros está directamente relacionada con la esperanza de vida de la célula: cuanto más largos son, mayor es el número de ciclos de división que la célula puede realizar.
En oncología, la telomerasa desempeña un papel clave. La mayoría de los tumores cancerosos se caracterizan por una actividad anormalmente alta de esta enzima. Los telómeros de las células malignas se mantienen en un nivel constante, lo que les proporciona una división incontrolada e infinita. Por esta razón, los inhibidores de la telomerasa se investigan activamente como una herramienta farmacológica prometedora para suprimir el crecimiento tumoral.
Las pruebas de la relación entre los telómeros y los procesos de envejecimiento se obtuvieron mediante el estudio de patologías genéticas. Un ejemplo es el síndrome de Hutchinson-Gilford, una forma grave de progeria (envejecimiento prematuro) en la que los signos característicos aparecen inmediatamente después del nacimiento y la muerte de los pacientes ocurre ya en la adolescencia.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Cómo se denomina el número máximo de divisiones de una célula somática fuera del organismo?
El número máximo de divisiones de una célula somática fuera del organismo se denomina límite de Hayflick. El científico estadounidense Leonard Hayflick estableció que las células somáticas tienen un límite en el número de divisiones in vitro (fuera del organismo), que es de 20–70 generaciones para un cultivo celular (desde 80–90 veces para células de recién nacidos hasta 20–30 veces para células de una persona de 70 años).
¿Existen otros mecanismos de alargamiento de los telómeros en las células cancerosas además de la telomerasa?
Las fuentes indican que la pérdida de la función de la proteína reguladora de la cromatina conduce a un «alargamiento alternativo de los telómeros». En las fuentes citadas no se revelan otros detalles del mecanismo de alargamiento de los telómeros además de la telomerasa.
Para recordar la secuencia de nucleótidos de los telómeros en humanos (TTAGGG), se puede utilizar la frase: «Toda Telomerasa Activa Garantiza Genética» (o equivalente mnemotécnico).
Preguntas de clases y exámenes
¿En qué células es más activa la telomerasa?
En las células embrionarias, madre, germinales (sexuales), así como en la mayoría de las células cancerosas.
¿Qué ocurre con las células somáticas en cultivo?
Fuera del organismo son capaces de dividirse solo un número limitado de veces (de 20 a 70 generaciones), tras lo cual agotan su límite de divisiones, envejecen y mueren.
Qué más repasar sobre el tema
- El mecanismo de acción de los cebadores de ARN durante la replicación
- La especificidad de la diferenciación de las células madre y la caída de la actividad telomerásica
- Los mecanismos moleculares de la detención del ciclo celular
- El principio de acción de los inhibidores de la telomerasa en oncología
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