Telomer: Pengertian, struktur, fungsi

Telomer (dari telos Yunani, final, dan meros bagian) adalah struktur yang terdiri dari barisan protein berulang dan DNA non-kode yang membentuk ujung kromosom. Fungsi utamanya adalah untuk mencegah keausan bahan genetik dan menjaga stabilitas struktural kromosom.

Telomer hadir terutama dalam sel eukariotik, karena DNA sel prokariotik membentuk rantai melingkar, oleh karena itu ia tidak memiliki situs terminasi, meskipun ada pengecualian seperti bakteri dengan DNA linier dan yang memiliki telomer.

Setiap kali sel membelah, telomer sedikit diperpendek, karena enzim utama yang berpartisipasi dalam replikasi DNA semikonservatif – DNA polimerase – memerlukan jangkar 16 pengulangan dari urutan TTAGGG (dalam kasus manusia) dan hanya menyalin materi genetik setelahnya, menyebabkan pemendekan akhir molekul DNA. Karena ini tidak beregenerasi, ia mencapai titik di mana mereka tidak lagi memungkinkan replikasi kromosom yang benar dan sel kehilangan kemampuannya untuk membelah sepenuhnya atau sebagian, karena DNA polimerase tidak mampu mereplikasi materi genetik. Pemendekan telomer juga dapat menghilangkan gen tertentu yang sangat diperlukan untuk kelangsungan hidup sel atau membungkam gen di dekatnya. Karena proses pembaruan sel tidak mentolerir kematian sel sebelum pembelahan sel yang benar, organisme cenderung mati dalam waktu singkat ketika telomernya habis.

Telomer bertindak sebagai pelindung kromosom, memastikan bahwa informasi genetik yang relevan (DNA) disalin dengan sempurna ketika sel bereplikasi. Telomer juga melindungi kromosom, secara umum, dari degradasi, rekombinasi, dan translokasi Robertsonian.

Telomer pertama kali diidentifikasi oleh Hermann Joseph Muller pada 1930-an. Kemudian, pada tahun 1965, Leonard Hayflick melakukan pengamatan langsung pertama terhadap fenomena kematian sel tanpa pra-replikasi. Untuk menghormati ilmuwan, panjang minimum yang bisa dijangkau telomer sebelum menyebabkan masalah dengan pembelahan sel disebut sebagai Batas Hayflick.

Struktur telomer

Pada sebagian besar organisme, telomer dibentuk oleh pengulangan nukleotida sederhana. Sangat penting bahwa telomer dikaitkan dengan protein atau pengaturan khusus sehingga dapat dibedakan dari kerusakan kromosom.

Pada manusia, telomer dibentuk oleh pengulangan enam nukleotida: TTAGGG, yang terdiri dari puluhan kilobase. Telomer manusia juga mengandung sepetak kecil untai tunggal dengan beberapa ratus nukleotida.

Setidaknya setengah dari kromosom mamalia diyakini memiliki telomer yang membentuk jenis pengaturan yang lebih kompleks, yang disebut T-loop. T-loop ini memiliki antara lima dan sepuluh ribu basa DNA dan dikatalisis oleh protein TRF2, yang membantu menstabilkan ujung kromosom. Selain kehadiran TRF2, pembentukan T-loop juga tergantung pada dua faktor lagi: pengulangan double tape dan pengulangan single tape.

Telomer disintesis pada akhir replikasi DNA oleh enzim telomerase, yang merupakan transkriptase balik, karena ia mensintesis DNA menggunakan molekul RNA sebagai templat.

Masalah terkait lainnya

Telomer sebagai jam biologis

Setiap kali sel menduplikat, ia juga menggandakan kromosom. Proses ini, seperti yang telah disebutkan, memperpendek telomer seluler, sehingga secara teoritis Anda dapat secara akurat menentukan harapan hidup makhluk hidup dengan menganalisis berapa banyak telomer yang tersisa di sel Anda, yaitu, berapa kali sel masih dapat menggandakannya, sebelum individu meninggal. Dengan demikian, telomer dapat dianggap sebagai jam biologis canggih.

Telomer dan kloning

Karena berbagai alasan, telomer juga telah menjadi subjek penelitian di bidang kloning. Faktanya adalah  dalam semua kloning yang dilakukan melalui transfer nukleus, makhluk hidup yang dikloning akhirnya mati sangat awal. Contoh dari ini adalah domba Dolly yang menua dan mati dengan sangat cepat. Sel-sel klon yang dihasilkan oleh transfer nukleus adalah salinan dari sel dewasa yang telomernya sudah sangat pendek, yaitu, domba Dolly ketika dihasilkan adalah, secara biologis, usia domba yang memulainya, fakta yang secara dramatis menurunkan harapan hidup Anda.

Telomer dan penuaan seluler

Telomer adalah target penelitian tidak hanya karena mereka menarik bagi industri kloning, tetapi juga karena mereka diyakini terkait erat dengan siklus hidup kita; Diketahui bahwa ada hubungan antara telomer dan penuaan seluler, tetapi belum diketahui secara pasti hubungan tersebut. Jika setidaknya setengah dari teori tentang telomer benar, sangat mungkin mencegah pemendekan mereka adalah salah satu kunci menuju super-umur panjang.

Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa hilangnya telomere hanya berkorelasi dengan penuaan sel, dan karenanya bukan penyebab yang menentukannya. Semakin banyak bukti telah menunjukkan bahwa penuaan dapat diinduksi di hadapan telomer dimensi yang cukup besar.

Stimulus lain, selain telomer, juga telah disarankan untuk menginduksi penuaan sel, di antaranya kita dapat menyoroti kerusakan DNA dan aktivasi onkogen.

Pencegahan pemendekan telomer

Dalam sel eukariotik ada kompleks ribonukleoprotein yang disebut telomerase yang mencegah pemendekan progresif kromosom yang berasal dari pembelahan sel yang berurutan. Telomerase adalah enzim yang menambahkan urutan berulang ke ujung 3 ‘kromosom. Untuk memenuhi fungsi ini, telomerase menggunakan templat RNA untuk produksi DNA (ini adalah jenis reverse transcriptase atau RNA-dependent DNA polymerase). Perluasan kromosom oleh telomerase dan pemendekan yang disebabkan oleh pembelahan sel adalah proses keseimbangan dinamis. Telomerase hadir terutama dalam sel dan tumor embrionik – karena selain mencegah pemendekan telomer (memperlambat penuaan), Telomerase juga mengaktifkan gen yang membuat pembelahan sel tanpa batas.

Frekuensi enzim ini menambahkan urutan nukleotida berulang tidak dikendalikan dengan sendirinya, tetapi oleh protein lain yang terlibat dalam proses.

Telomer memungkinkan stabilitas kromosom dan akibatnya kelangsungan hidup sel: di samping sentromer untuk memungkinkan pemisahan kromosom, dari asal untuk memulai replikasi kromosom; keberadaan telomer adalah salah satu elemen paling mendasar untuk keberadaan kromosom. Kombinasi ketiga unsur ini telah diuji dalam produksi kromosom buatan.

Related Posts