Télomérase

Télomérase
structure secondaire de la sous-unité ARN de la télomérase humaine. Le pseudonœud est à gauche.
Général
Synonymes	EC 2.7.7.49
No CAS	9068-38-6
No EINECS	232-964-5
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La télomérase est un enzyme qui, lors de la réplication de l'ADN chez les eucaryotes, permet de conserver la longueur du chromosome en ajoutant une structure spécifique à chaque extrémité : le télomère (du grec τέλος, extrémité ou fin). Bien que composé de désoxyribonucléotides comme le reste du chromosome, le télomère est synthétisé suivant un mode différent de la réplication classique de l'ADN.

Les télomérases sont des ribonucléoprotéines (assemblage d'ARN et de protéine) qui catalysent l'addition d'une séquence répétée spécifique à l'extrémité des chromosomes. Cette séquence riche en nucléotides T et G est (TTAGGG)_n chez les vertébrés (donc chez l'homme), avec un nombre de répétition n de l'ordre de quelques centaines à quelques milliers. Le composant ARN de la télomérase sert de matrice pour la synthèse de l'ADN.

Historique

L'enzyme a été découverte par Elizabeth Blackburn et Carol Greider en 1985^[1] qui ont reçu le Prix Nobel de physiologie ou médecine en 2009.

Structure

A conceptual diagram showing the protein component of telomerase (hTERT) in grey and the RNA component (hTR) in yellow.

La composition protéique de la télomérase humaine a été identifiée en 2007 par le Dr Scott Cohen et son équipe de recherche médicale du Children's Institute en Australie [5]. Elle se compose de deux sous-unités:

• La sous-unité protéique ou TERT (Telomerase reverse transcriptase). La région codante du gène TERT est la 3396bp, et se traduit par une protéine de 1131 acides aminés. C'est une enzyme à activité transcriptase inverse, un ADN polymérase ARN-dépendante qui assure la synthèse de la séquence télomérique en utilisant l'autre sous-unité ARN comme matrice.
• La sous-unité ARN ou TERC (Telomerase RNA component). C'est un ARN structuré de 451 nucléotides comportant plusieurs régions en tige et boucles et un pseudonœud. Une des boucles de ce pseudonœud contient la séquence qui sert de matrice à la synthèse de la répétition télomérique.

Fonction

En utilisant le pseudo-nœud du TERC comme modèle, le TERT ajoute une séquence répétée de six nucléotides: 5'-TTAGGG (chez tous les vertébrés, la séquence est différente chez d'autres organismes) à l'extrémité 3' des chromosomes. Ces répétitions TTAGGG (avec les différentes protéines partenaires associées) sont appelées télomères. La région modèle de TERC est 3'- CAAUCCCAAUC-5'.

Applications cliniques

Article détaillé : télomère#télomères et télomérases en médecine.

Sans l'action des télomérases qui remettent la partie perdue à chaque division cellulaire, au bout d'une quarantaine de divisions, le chromosome perdrait les informations de ses derniers gènes et la cellule deviendrait non viable et mourrait (apoptose).

La télomérase ne s'exprime que peu voire pas dans les cellules somatiques, alors qu'elle est très active dans les cellules germinales. Ce manque d'activité dans les cellules somatiques induit une entrée en sénescence des cellules.

La télomérase est également très active durant la période embryonnaire et fœtale. Sa synthèse est dépendante du gène TERT.

Le niveau d'activité cellulaire de la télomérase est augmenté dans les cellules cancéreuses. C'est un des facteurs qui contribuent à la prolifération et à l'immortalisation des cellules cancéreuses. L'augmentation de l'activité de la télomérase est l'une des 3 plus importantes phases du cancer. Le développement de molécules dirigées contre la télomérase offre ainsi une perspective de traitement des cancers.

Une clé vers la vie éternelle

Nous savons que les télomères sont responsables de l'espérance de vie d'une cellule, lorsque qu'une cellule se divise, son télomère se raccourcit, une fois arrivée à 50 divisions, le télomère n'existe plus, et l'ADN de la cellule commence à s'user, de cette manière, la cellule s’affaiblit, devient défaillante, ou meurt. Cela permet d'expliquer de nombreuses maladies dues à l'âge. En revanche, nous savons que la télomérase permet de reconstituer le télomère dans son intégralité à chaque division de la cellule, cela permettrait au corp humain de rester éternellement jeune. Cependant, si la télomérase peut donner la vie éternelle, elle peut aussi donner la mort. En effet, nous avons constaté que les cellules cancéreuses contenait un fort taux de télomérase, en conséquence les cellules cancéreuses peuvent se répétées sans mourir. Cependant nous sommes sûr que la télomérase fonctionne dans l'action sur les télomères, car une expérience consistant à prendre un homard jeune et un homard adulte, à montré que la longueur de leurs télomères étaient identiques, et que le homard adultes possédait toutes les facultés du jeune homard, sans difficultés liées à l'âge. Le corps du homard possède une grande quantité de télomérase dans l'organisme.

Notes et références

1. ↑ Greider CW, Blackburn EH, Identification of a specific telomere terminal transferase activity in Tetrahymena extracts, Cell, 1985;43:405-413

Voir aussi

• Télomère
• Transcriptase inverse