Wat doet telomerase voor de lengte van je telomeren?

Telomerase is een gespecialiseerd enzym dat de uiteinden van chromosomen, de telomeren, verlengt. Bij elke celdeling gaat een stukje van het telomeer verloren, omdat het kopieerproces van DNA de allerlaatste stukjes niet kan meenemen. Telomerase compenseert dat verlies door steeds dezelfde korte DNA-volgorde (TTAGGG) aan het uiteinde toe te voegen, op basis van een intern RNA-sjabloon dat het enzym meedraagt. Zonder deze aanvulling zou elke celdeling telomeren iets korter maken.

In de meeste gewone lichaamscellen (somatische cellen) is telomerase nauwelijks actief. Daardoor verkorten die telomeren naarmate iemand ouder wordt. Bereikt een telomeer een kritische minimumlengte, dan stopt de cel definitief met delen, een toestand die celveroudering of senescentie heet. Dit wordt gezien als een biologische rem: het voorkomt dat beschadigde cellen zich blijven vermenigvuldigen, maar beperkt tegelijk het zelfherstellend vermogen van weefsels.

Telomerase werkt niet willekeurig. Het heeft een voorkeur voor de kortste telomeren in een cel, zodat het lengteevenwicht binnen die cel bewaard blijft. Niet elk telomeer wordt bij elke deling verlengd; de zwakste schakels krijgen voorrang. Dit sturing zorgt ervoor dat het gehele telomeerprofiel in balans blijft, en niet één chromosoomuiteinde eindeloos groeit terwijl andere te kort worden.

Telomerase is bovendien niet de enige speler. Het enzym verlengt uitsluitend de ene streng van het DNA (het 3'-uiteinde). Een tweede moleculaire machine, het CST-Pol-alfa/Primase-complex, vult de andere, complementaire streng aan. Datzelfde complex begrenst ook hoe ver telomerase kan verlengen. Telomeerlengte is dus de uitkomst van een samenspel tussen meerdere moleculaire machines, niet puur het werk van telomerase alleen.

Wanneer genen die coderen voor telomerase of bijbehorende eiwitten beschadigd zijn door erfelijke mutaties, kunnen mensen ernstige ziekten ontwikkelen, aangeduid als telomeropathieën. Kenmerkend voor deze aandoeningen is een abnormaal snelle telomeerverkorting, met gevolgen voor weefsels die afhankelijk zijn van snelle celvernieuwing, zoals beenmerg en longen.

Er zit ook een keerzijde aan telomeraseactiviteit. In veel vormen van kanker wordt telomerase opnieuw geactiveerd in cellen die dat normaal niet doen. Daardoor kunnen kankercellen hun telomeren op peil houden en blijven delen zonder de natuurlijke rem van senescentie. De aanwezigheid van telomeraseactiviteit in tumorcellen is dan ook een actief onderzoeksgebied, zowel als biologische markering als als potentieel aangrijpingspunt voor behandeling.