Деление нормальных клеток происходит непрерывно на протяжении созревания и роста организма. Со временем клетки достигают окончательной стадии дифференцировки и перестают делиться, однако опухолевые клетки сохраняют способность к непрерывному делению.
Клетки молодых животных отличаются большим числом делений, чем клетки взрослых и пожилых животных. Одно из различий между нормальными и опухолевыми клетками заключается в концах хромосом. Теломеры — специальные структуры, расположенные на концах хромосом, выполняют функции защитных «колпачков».
У людей теломеры состоят из 5000 — 15 000 пар оснований TTAGGG-повторов. Эти концевые структуры защищают хромосомы от расщепления экзонуклеазами, предотвращают нарушения рекомбинации хромосом и образуют специальные комплексы для связывания с белками.
Нормальная клетка при каждом делении теряет около 50—100 пар оснований на конце каждой хромосомы. Утрата теломерой пар оснований до критического уровня запускает сигнал к остановке деления.
Существует несколько механизмов, с помощью которых клетки могут уклоняться от этого сигнала. Некоторые из них встречаются редко, например комплексная рекомбинация и ретротранспорт.
Но чаще всего наблюдается синтез сложного фермента теломеразы, который после каждого деления надстраивает укоротившиеся теломеры. Клетки, обладающие высокой активностью этого фермента, оказываются бессмертными. Примером таких клеток служат половые и злокачественные.
В нормальных клетках активность теломеразы отсутствует, но появляется в большинстве опухолевых. Следовательно, теломераза может служить генетическим маркером злокачественного роста и мишенью для противоопухолевой терапии.
