Examensarbete i biologi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Rap och dess påverkan på kromosomlängden
Anne Fechter
Antalet kromosomer fördubblas före varje celldelning så att dottercellerna alltid får det
ursprungliga antalet kromosomer. Men fördubblingsmekanismen är tyvärr inte perfekt, efter
varje celldelning är kromosomändarna, som kallas telomerer, en bit kortare. Detta är för de
vanliga kroppscellerna inget problem, eftersom cellen, när telomererna blir för korta, dör och
ersätts av en ny cell. Men varifrån kommer de nya cellerna? De behöver den ursprungliga
telomerlängden, men även de bildas genom celldelning som skulle leda till en förkortning.
Lösningen på problemet finns i vävnaderna som producerar nya celler, de innehåller ett
protein som kallas telomeras. Med hjälp av telomeras förlängs DNA:t av telomererna igen
genom att tillfoga nya bitar som ersätter de som förlorades i celldelningen. Aktiviteten av
telomeraset måste emellertid regleras eftersom förlängningen av telomerer inte får överstiga
deras förkortning, eller tvärtom.
Jäst är en lämplig organism att studera denna reglering på eftersom jästceller liknar mänskliga
celler, och grundläggande principer därmed kan överföras från jäst till människor. I jäst
reglerar ett telomer-bindande protein (Rap1) förlängningsprocessen. Cellen räknar antalet
Rap1-proteiner som befinner sig på telomererna. Ju kortare telomererna är, desto färre Rap1proteiner kan bindas. Antalet proteiner representerar därmed telomerlängden. Finns det för få
proteiner på telomererna, är de för korta och telomererna förlängs av telomeras. För att binda
behöver Rap1-proteinet en viss DNA-sekvens i telomererna. Trots att sekvensen är så
specifik, varierar den lite inom en art och mellan olika jästarter. Särskilt intressant är frågan,
om och i så fall hur Rap1-proteinet binder de variabla sekvenser som finns i telomeren.
För att få en bättre förståelse för hur Rap1-proteiner binder telomerer, isolerades Rap1proteinet i jästen Saccharomyces dairensis och dess sekvens bestämdes. Likheter och
olikheter fastställdes genom en jämförelse med Rap1-proteiner från andra jästarter. Rap1proteinet i S. dairensis visar i sin uppbyggnad och struktur stor likhet med de andra. Detta
tyder på att proteinet har samma egenskaper i telomerbindningen. Rap1-proteinernas storlek
skiljer sig emellertid mycket, Rap1-proteinet i S. dairensis är betydlig större än sina
homologer i andra jästarter. Denna skillnad i storlek leder förmodligen till att Rap1-proteinet i
S. dairensis är oförmöget att binda till variabla DNA-sekvenser i telomererna. Vidare studier
kommer att visa vilka konsekvenser detta har, och om konsekvenserna har betydelse för
regleringen av telomerlängden. Cancerceller är ett bra exempel på hur viktig regleringen av
telomerlängden är. Som redan beskrivits, har vanliga kroppsceller ingen telomerasaktivitet.
Detta leder till att de gamla celler som har för korta kromosomer och som också kan bära på
felaktig genetisk information, dör efter en viss tid. I cancerceller däremot är telomeras aktivt
och cellerna blir odödliga. Felaktig genetisk information som finns i cellen tas inte bort utan
kan sprida sig. Hittills är det inte känt på vilket sätt telomeras blir reaktiverat i cancerceller.
För att förklara reaktiveringen av telomeras i cancerceller måste man först få en fullständig
bild av mekanismen som ligger bakom regleringen av telomerlängden i de cellerna som
innehåller ett på naturlig väg aktiverat telomeras.
Swedish official title: Identifikation och sekvensanalys av RAP1 homologen i
Saccharomyces dairensis
Swedish credits: 20p
E-mail address of first author: [email protected]
Supervisor: Marita Cohn, Department of Genetics
Submission date/time: 11/9/2001
Examensarbete i biologi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Identification and sequence analysis of the RAP1 homologue in
Saccharomyces dairensis
Anne Fechter
Biology, Molecular Genetics
Autumn 2001
Abstract in English
The Repressor Activator Protein 1 (RAP1) is the major telomere binding protein in
Saccharomyces cerevisiae and is involved in the process of telomere length regulation. Yeast
telomeric DNA consists of short, GT-rich repeats arranged in a tandem array. One common
feature of telomeric repeats among the yeast species is a binding site for the RAP1 protein
(Rap1p). In some yeast species telomeric repeats show a high degree of heterogeneity, which
can result in deviant Rap1p binding sites. In S. dairensis the variant repeats are found to be
shortened versions of the basic repeats. In order to gain an insight into the binding of the
Rap1p to the variant repeats in S. dairensis and how they effect telomere length regulation,
the S. dairensis RAP1 homologue was isolated with a combinatory approach of PCR and RTPCR. The S. dairensis Rap1p homologue (sdaRap1p) shows a high sequence similarity with
the other yeast Rap1p homologues identified so far. The DNA binding region is particularly
well conserved, which indicates that the DNA binding properties for sdaRap1p are similar.
However, the larger size of the N-terminal region of the sdaRap1p indicates that the protein
may not be able to bind to the shortened telomeric repeats due to sterical hindrances of
neighbouring proteins.
