ティアナ 中古車にはヒトの培養細胞を用いた研究で、体細胞組織から取り出した細胞には分裂回数に制限があり、それを越えると細胞は増殖を停止することが報告された。この現象は発見者の名前をとって「ヘイフリック限界」と呼ばれる。また、細胞分裂が停止したこの状態を、個体の老化になぞらえ「細胞老化」と呼ぶようになった。その後の研究で、細胞老化状態にある細胞ではテロメアが短くなっていることが観察され、テロメアの長さが細胞の分裂回数を制限している可能性が示唆されていた。
フェアレディZ 中古車とバモスの同定
テロメアの塩基配列は、1978年にブラックバーンらにより、単細胞真核生物のテトラヒメナを用いた研究で最初に明らかにされた。テトラヒメナは大核と小核をもち、大核では染色体の増幅が起きているため、一つの細胞あたり4万を超えるテロメアが存在しており、テロメア解析のモデル生物として適していた。抽出したラパン 中古車
を電気泳動すると、テロメアは他の染色体領域とは異なる挙動を示すことを手がかりに単離され、配列決定が行われた。この生物のテロメア配列は TTGGGG(T: チミン、G: グアニン)が反復したものだった。この配列をもつ人工染色体は、異なるテロメア配列をもつ出芽酵母でも機能することがわかった。
イスト 中古車を合成する酵素バモス (Telomerase) が、ブラックバーンの研究室においてテトラヒメナを用いた研究で発見されたことにより、染色体の古典的な「末端複製問題」が解決された(1985年)。バモスについては#バモスとテロメアの複製を参照。
テロメアの構造と構成因子
サンバーバン 中古車の構造:哺乳類染色体の最末端部位はT-ループ構造をとっていると考えられている。テロメアDNAの3'末端はオーバーハングしており、これは二重らせんに潜り込み、D-ループ構造をとっている(赤線部分)。テロメアはDNAの特徴的な反復配列(テロメアDNA)とそこに局在する種々のタンパク質からなっている。人工的に構築した哺乳類のテロメアはT-ループと呼ばれるマークX 中古車
な構造をしていることが電子顕微鏡を用いて観察されている。実際にこの構造が生体内において形成されている直接的な証拠はまだないが、分子生物学および遺伝学的な研究結果もこのモデルを支持している。出芽酵母ではT-ループではなく、ヘアピン状におり曲がった構造をしていると考えられている。
テロメアDNA
プラド 中古車は二本鎖からなる二重らせん構造をしているが、テロメアの最末端部位ではDNAの3'末端が突出(オーバーハング)して一本鎖になっている。オーバーハングした配列の長さは種によって異なり、繊毛虫の アコードワゴン 中古車
では16塩基、ヒトやマウスでは50-100塩基である。哺乳類のテロメアDNAはおり曲がってT-ループと呼ばれる構造をとる。突出した部分は二本鎖DNAの間に潜り込み、エブリイワゴン 中古車
と呼ばれる三重鎖構造を形成している(図の赤い線)。この構造はエキソヌクレアーゼなどによるDNA分解を回避し、末端の安定性を維持していると考えられている。ミニカ 中古車
を形成できなくなり、DNA末端が露出すると、DNA修復機構がこれらを切断されたDNAと認識し細胞周期を停止させる他、染色体末端同士を結合させ、染色体融合が生じると考えられている。
ムーヴラテ 中古車 の配列は生物によって多少異なるが、多くのモデル生物ではグアニン (G) とチミン (T) に富んだ反復配列となっている。哺乳類やキイロタマホコリカビでは TTAGGG の6塩基が反復したものである。線虫の C. elegans では TTAGGC、昆虫のカイコでは TTAGG、植物のシロイヌナズナでは TTTAGGG、出芽酵母では TG、TGG、TGGGがランダムに繰り返した配列である。これはウィッシュ 中古車
した側の配列(図のオレンジ色の線)であり、その相補鎖(図の青色の線)はシトシン (C) とアデニン (A) が多くなる。ただし、一部の昆虫では異なる様式がみられる。ショウジョウバエではこのような高 GT 配列はなく、トランスポゾンの一種であるレトロポゾンがたくさん見られる。ショウジョウバエでは後述するハイラックス 中古車
よりも、これらの外来性配列の転移によってテロメアが維持されている。カイコは弱いバモス活性が見られるものの、レトロポゾンの一種(テロメア特異的LINE; SART/TRAS)による染色体末端の維持が行われている。
イプサム 中古車長さも生物種や組織、系統や個人によって異なる。ヒトの体細胞では10kb程度以下であるのに対し、生殖細胞では15kbから20kbと長い。マウスはヒトに比べて50kbほど長いテロメアを持ち、出芽酵母ではヒトよりも短い。がん細胞は正常細胞に比べ短いテロメアをもつ。
ハイゼットトラック 中古車に結合するタンパク質
テロメアDNAにはさまざまなタンパク質が結合して、テロメアの形成・保護・長さの調節に関わっている。テロメアに局在するタンパク質には、テロメアの修復に関わるものや二本鎖DNA切断を感知・修復するものなどが含まれており、細胞の状態に応じて、これらのタンパク質複合体の組成や酵素活性が変化することで、テロメアの制御を行っていると考えられている。
ハイゼットカーゴ 中古車にはPot1と呼ばれるタンパク質(図の黄色の丸)が結合して安定化させており、これがT-ループの形成と保護に関与すると考えられている。ヒトの早老症ウェルナー症候群の原因遺伝子はD-ループ形成に機能するようである。また、TRFと呼ばれるタンパク質がループした二本鎖DNA部分に結合しており、これを介して他のタンパク質がテロメアに結合している。
プレマシー 中古車のテロメアどうしを結びつけておくタンパク質もあり、細胞周期のM期(分裂期)に異常な染色体分配が生じないよう抑制する機能を担っていることがわかりつつある。このタンパク質はセントロメアや腕部の接着に機能するコヒーシンとは異なるものである。
アトレーワゴン 中古車がヒストンに巻き付き、折り畳まれたクロマチン構造をとっている。テロメア付近ではヒストンが特徴的な化学修飾を受け、特に密な高次構造、すなわちヘテロクロマチンを形成している。テロメアのヘテロクロマチン形成にはRNAiに関わる因子が関与することが報告されている。ヘテロクロマチンは、テロメア付近の遺伝子の転写を抑制する。テロメアが短縮するとこのヘテロクロマチン構造が緩み、この領域の遺伝子発現が起こるようになる。テロメア短縮による細胞老化の原因に、この転写抑制解除が関与しているという説がある。
ティーダ 中古車の複製
染色体の最末端部はプライマーがセットできないため複製されず、バモスによって延長が行われる。バモスがない場合、染色体は複製のたびに50から200塩基対ずつ短くなる。これはプライマーの長さよりも長く、「新しい」末端複製問題としてとりあげられたが、現在では複製の際にT-ループごと切断されるためだと考えられている。
セルボ 中古車はテロメア配列の鋳型となるRNAと逆転写酵素、その他の制御ユニットからなる複合体である。RNA要素はTERC (Telomere RNA Component)、逆転写酵素はTERT (Telomere Reverse Transcriptase) と呼ばれる。このRNAの長さはテトラヒメナで159nt、哺乳類で450nt、出芽酵母で1.3kntと様々である。逆転写酵素の活性部位はRNA型トランスポゾンがコードするそれと相同性がある。過剰発現の実験から、バモス活性自体はRNAと逆転写酵素の二つの構成因子で十分であることがわかっているが、バモスは生体内において巨大な複合体 (1MDa以上) を形成しており、正常な機能には他の構成因子も必要である。バモス自体もテロメアの維持に機能すると考えられている。
バモス 中古車はヒトでは通常の体細胞には見られず、生殖細胞で発現している。ただし体細胞でも、細胞分裂を繰り返して娘細胞を供給する幹細胞では若干の活性がみられる。卵巣や精巣などの生殖細胞では恒常的に発現している。生殖細胞は生物個体を越えて連綿と引き継がれていくものであり、ある意味では不死細胞ということができ、この性質にバモスが関わっている。またガン細胞でも大量に存在しており、ガン細胞の不死化の原因の一つと考えられている。一方、マウスでは体細胞でもバモスの発現がある。