أطراف الكروموسومات Telomeres

مجموعة من التواليات المكررة توجد عند أطراف الكروموسومات المفتوحة. وفي الخلايا بدائية النواة التي تكون معظمها حاوية على كروموسومات حلقية لا تحتوي على هذه المكررات لذلك تكون دائمة التضاعف عند توفرالظروف الملائمة ، ولكن في بعض الأجناس والأنواع مثل جنس Streptomyces والحلزونيات Borrelia تكون بعض عناصر جينوماتها مثل الكروموسومات والبلازميدات مفتوحة لذلك تمتلك أطراف كروموسومية ولكنها تختلف عن تلك الموجودة في الخلايا حقيقيات النواة ، ويتم حماية هذه الأطراف بواسطة معقدات بروتينية او تكوين عروات ماشة الشعر من أشرطة مفردة عند نهاية الكروموسومات المفتوحة.
تكون مكررات الأطراف مختلفة ، ففي الإنسان تكون الوحدة الأساسية مكونة من مكوثر سداسي Hexamer هو TTAGGG بأتجاة ('5→' 3) الذي يتكرر بمعدل 2000 نسخة ليصل الى حوالي 15 كيلو قاعدة ولكن في عموم الأحياء يكون طولها بين 30- 600 قاعدة والبعض منها في الأحياء الأخرى موضحة في الجدول الاتي :


والتوالي ضروري لضمان تضاعف الخلايا وبعد كل تضاعف يفقد جزء من قواعده ثم تختفي بعد تضاعف يصل الى 25–100 في الخلايا الحقيقية النواة .
والفقد النظري يكون بحدود 20 قاعدة لكل دورة ولكن واقع الحال يشير الى فقدان يصل من 50-210 نيوكلوتيد في كل دورة انقسام وذلك لان الأطراف حساسة جدا للإجهاد ألتأكسدي الذي لا مفر منه في الأنظمة الحيوية وعندما يصل طول الطرف الى حد حرج يتوقف انقسام الخلايا وقد حدد Leonard Hayflick عدد مرات انقسام الخلايا وسميت "محدودية هايفليك Hayflick limit.
لذلك فان طول طرف الكروموسوم قد تكون له علاقة مع هرم وشيخوخة الخلايا وكذلك السرطانات ، فمثلا بعض خلايا الدم تكون فيها الأطراف بحدود 8000 نيوكلوتيد عند الولادة ولكن بتقدم العمر تصل الى 3000 وبعض الأحيان يصل الى 1500 قاعدة، وهذا يعني ان الخلايا يمكن ان تعاني 50- 70 انقسام، وهذا يعتمد على الكائن، فمحدودية هايفليك في خميرة الخبز تصل الى 25 - 30 انقسام .
وتتضاعف هذه تحت تأثيرTelomerase بدون سيطرة في الخلايا السرطانية، وفي خلايا الخمائر تكون هذه الأنزيمات نشطة ولذلك تحافظ على كروموسوماتها بالطول الطبيعي.
وقد وجد ان الأطراف المقصرة بشكل كبير يمكن ان تميز بالبروتين P 53 وهو أحد المكونات الفعالة في تنظيم دورة الخلية حقيقية النواة، ويتداخل البروتين مع العروة T لذلك فان فقدان او عطب P 53 يمكن ان يؤدي الى الأورام كما وجد في بعض الحالات السرطانية ان الخلايا تكون قصيرة الأطراف . ومن هنا يصبح من غير الممكن ان تعزى أسباب تقصير الأطراف الى هبوط فعالية إنزيم Telomerase وانما هناك أسباب أخرى منها الإجهاد ألتأكسدي الذي يعد من أكثر أسباب الهرم، والجذور الحرة لا يمكن تجنبها لانها تنتج بشكل طبيعي أثناء التنفس وكذلك في الالتهابات والإصابات بالأحياء الممرضة وتناول الكحول والتدخين ، فضلا عن إضافة السكريات Glycation الآتية من الطعام ويقوم الكلوكوز وغيره من المواد بالارتباط ببعض البروتينات المرتبطة بالمواد الوراثية وإيقاف عملها ، لذلك كانت قلة السعرات تطيل العمر. كل هذه الأسباب وغيرها ادت الى تغيير معدل العمر ، اذ يلاحظ ان معدل العمر في القرن السابع عشر كان حوالي 35 سنة ،وزاد في نهاية القرن العشرين الى 76 سنة والمتوقع ان يزيد الى 90 سنة ، وفي حالة القضاء على الإجهاد ألتأكسدي يتوقع ان يطول الى 1000 سنة ويكون الموت لأسباب أخرى ليست بايولوجية.
وطول طرف الكروموسوم يعد مؤشرا للعمر البايولوجي، فالملاحظ ان الأطراف القصيرة توجد في كبار السن ولذلك استعملت للأغراض الجنائية. وان الإجهاد ألتأكسدي يزيد من تقصير الأطراف لذلك كانت للمواد المضادة للأكسدة مثل فيتامين D أثر في الحفاظ على أطراف الكروموسومات فضلا عن ان تقليل الالتهابات والإصابة تؤدي الى النتيجة نفسها وتمنع تآكل الأطراف . كما ان طول الأطراف يتأثر بالجنس فهي في النساء أطول مما هي في الرجال ولذلك كانت النساء أطول عمرا" من الرجال في العموم.