端粒端粒酶与细胞衰老的关系天津农学院
农学系生物技术及应用
学号：1201093109
姓名：赵国庆
1.【摘要】研究显示，端粒酶活性被激活，可维护端粒的长度，细
胞将会延缓衰老，避免癌变。此外，端粒酶的发现还在理论上丰富和发展了分子肿瘤学，据研究显示 90％的人体肿瘤与端粒酶相关，若我们通过端粒酶活性的检测，提前预知肿瘤的发生，从而提前预防和治疗，或者若我们能使癌细胞中的端粒酶再度“休眠”，恶性肿瘤就会停止生长，以此来治疗癌症。
2.【关键字】端粒端粒酶肿瘤癌症衰老染色体
1.概念
1.1端粒;真核生物线性染色体的末端具有一种特殊的结构。端粒( telomere) 是保护真核细胞染色体末端并维持其完整的特殊的DNA ／蛋白质复合物。
1.2端粒酶：是一种由RNA和蛋白质组成的酶，RNA和蛋白质都是酶活性必不可少的组分。端粒酶可看做是一种反转录酶。端粒酶组成中的RNA可作为模板，催化合成端粒的DNA片段。
2.结构
2.1端粒的结构
2.2端粒酶的结构
端粒酶由三部分组成：端粒酶RNA（hTR）、端粒酶协同蛋白（hTP1）和端粒酶逆转录酶（hTRT）。兼有提供RNA模板和催化逆转录的功能。端粒酶通过一种称为爬行模型的机制维持染色体的完整。其作用靠端粒酶RNA辨认及结合母链DNA并移至3'端，开始逆转录复制，延伸足够长度后，端粒酶脱离母链，DNA-pol取代之，此时3'端折回来，同时起引物和模板的作用，在DNA-pol催化下完成末端双链的复制。培养的人成纤维细胞随着培养传代次数增加，端粒长度逐渐缩短。而且生殖细胞端粒长于体细胞，成年人细胞端粒比胚胎细胞端粒短，都可以说明细胞老化和端粒酶活性下降有关。
基因突变、肿瘤形成时，端粒可表现缺失、融合或序列缩短等现象，临床中也发现某些肿瘤细胞的端粒比正常同类细胞显著缩短，虽然不绝对说明端粒酶决定端粒长度。但一定程度能说明端粒酶和癌变有关系。
3.功能
3.1端粒的功能
稳定染色体末端结构，防止染色体间末端连接，并可补偿滞后链5'末端在消除RNA引物后造成的空缺。
组织培养的细胞证明，端粒在决定动植物细胞的寿命中起着重要作用，经过多代培养的老化细胞端粒变短，染色体也变得不稳定。
细胞分裂次数越多，其端粒磨损越多，寿命越短。通常情况下，运动加速细胞的分裂，运动量越大，细胞分裂次数越多，因此寿命越短。所以体育运动一定要适可而止。
3. 1．1端粒与衰老：
端粒有长短，一般来说，端粒的长度是随年龄增加而越来越短的。端粒消失，会使染色体发生畸变，从而使人类细胞丧失复制能力，最终导致细胞衰老。端粒酶，则具有调控端粒长短的能力，其活性也随年龄大小而不同，年轻时，活性大，较容易延长端粒，这是年轻人不易显老的原因。此外，男性端粒长度缩短略快于女性，这也是男性平均寿命低于女性的原因。
研究认为，延缓衰老的方法主要是降低身体新陈代谢速率，如少吃少饮。新陈代谢率越高，细胞分裂次数就越多，端粒缩短越快，寿命也就越短。另外用药物刺激体内的干细胞，弥补衰老损耗的细胞，也能延长端粒长度，以至延缓老化，其中生长激素的抗衰老效果比较肯定，如用生长激素注射法可以调动干细胞f类似物来延长端粒。
-TTTAGGG-3 ＇组成，长约5—15bp。端粒和结合蛋白组成核蛋白复合物，进化上有高度的保守性【3】。
端粒酶的核心成分是端粒酶RNA(TER)和端粒酶反转录酶(TERT)，其中TER亚基是合成端粒DNA的模板，对于端粒酶的结构和催化活性都十分重要，而TERT仅在端粒酶阳性细胞中正常表达，其它组织细胞不表达或活性较低。TERT基因由三个结构域组成：N端、中心结构域和C端。N端与端粒酶活性、RNA结合、蛋白的聚集和端粒延伸有关，中心结构域含有端粒酶特有的一些基序，保守性较高，相反C端保守性较低。
3．1. 2端粒与肿瘤
据实验研究证明，恶性肿瘤细胞中具有较高活性的端粒酶，它能维持癌细胞端粒的长度，使其无限制扩增。在众多肿瘤疾病中，端粒对妇科肿瘤的发生发展关系最为密切，其中包括宫颈癌、子宫内膜癌、卵巢癌、妊娠滋养细胞肿瘤等。Sakamoto等用PCR及TRAP法检测了妇科肿瘤组织中端粒酶的表达，发现肿瘤组织中端粒酶的表达显著高于正常组织。现已知在95%左右的妇科恶性肿瘤中，有60%左右的癌前病变或交界性肿瘤中存在端粒酶活性，而仅 3.75 %的良性病变表达出了端粒酶活性。这些结果说明，端粒酶的活化普遍存在于妇科恶性肿瘤中，并且参与了肿瘤的早期发生，可以认为是肿瘤恶变或恶性肿瘤发生的征兆。
对于端粒酶活性引起的肿瘤发生，近年来也研究了一些抑制剂。以反义核苷酸抑制剂为代表的端粒酶抑制剂，能通过各自不同的作用机制抑制端粒酶的活性，从而最终致使肿瘤细胞的凋亡，以达到肿瘤治疗的作用。
3．1. 3端粒与心血管疾病：
目前有多项研究表明，端粒与一些年龄相关的疾病(如动脉粥样硬化、冠心病)的形成有关。Huzen等的研究指出，在活体中，淋巴细胞端粒长度在动脉粥样硬化患者较无动脉粥样硬化对照组短，动脉粥样硬化斑块端粒的长度同斑块的特点及发展与心血管事件相关。Scott等的研究也提示，心血管疾病中的端粒缩短可能是冠心病的新的、独立的危险因素。在近期的研究中也提出，发展成动脉粥样硬化血管组织中的端粒长度，较没有发展成动脉粥样硬化的血管组织中的端粒长度短。以上多项研究均表明，动脉粥样硬化的发生、发展与端粒长度的变化有明显关系。目前国内尚无外周血白细胞端粒长度及酶活性与老年痴呆或AD关系的报道，诸多与端粒和衰老有关的基础性问题还有待探讨。
3.2端粒酶的功能
端粒在不同物种细胞中对于保持染色体稳定性和细胞活性有重要作用，端粒酶能延长缩短的端粒（缩短的端粒其细胞复制能力受限），从而增强体外细胞的增殖能力。端粒酶在正常人体组织中的活性被抑制，在肿瘤中被重新激活，端粒酶可能参与恶性转化。端粒酶在保持端粒稳定、基因组完整、细胞长期的活性和潜在的继续增殖能力等方面有重要作用。细胞中有种酵素负责端粒的延长，其名为端粒酶。端粒酶的存在，算是把DNA 克隆机制的缺陷填补起来，藉由把端粒修复延长，可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗，使得细胞分裂克隆的次数增加。
但是，在正常人体细胞中，端粒酶的活性受到相当严密的调控，只有在造血细胞、干细胞和生殖细胞，这些必须不断分裂克隆的细胞之中，才可以侦测到具有活性的端粒酶。当细胞分化成熟后，必须负责身体中各种不同组织的需求，各司其职，于是，端粒酶的活性就会渐渐的消失。对细胞来说，本身是否能持续分裂克隆下去并不重要，而是分化成熟的细胞将背负更重大的使命，就是让组织器官运作，使生命延续，但不是永续，这种世代交替的轮回即是造物者对于生命设计的巧思。
端粒酶调控
端粒酶的调控是精细而复杂的,1995年Bednarek首先报道了人类正常细胞端粒酶活性的调节[2]。他采用体外致有丝分裂原刺激正常人T,B细胞,发现端粒酶活性明显上升,第1次用实验证明端粒酶是一种可以调节的酶。随后,人们采用CD3单抗诱导,使淋巴细胞端粒酶活性增高。说明端粒酶活性可出现于正常细胞中,也提示抗原抗体介导的端粒酶活性在人类T细胞增殖中发挥重要作用。3端粒酶与肿瘤3．2.1端粒酶与肿瘤发生学的关系
目前肿瘤发生的详细过程尚未完全了解,但已明确肿瘤发生需要基因改变的积累,新近提出了肿瘤形成的新理论,即端粒-端粒酶假说[3],将端粒与端粒酶与细胞衰老及肿瘤的发生紧密联系起来。该假说实际上是端粒缺失和端粒酶激活假说。端粒酶的激活使端粒的长度得以稳定,细胞获得无限增殖能力,成为永生细胞(Immortalcell),而获得永生是细
胞癌变的关键步骤。当抑癌基因P53和Rb发生突变或癌基因Ha-ras 激活等因素影响细胞后,细胞越过第1致死期(M1)进入第2致死期(M2),最终越过第2致死期,获得永生性,但对于细胞如何越过M2知之甚少。从此假说可以发现端粒酶可以作为一种新型肿瘤标志物,还可通过抑制端粒酶的活性来杀死肿瘤细胞。该假说的提出主要基于以下发现#正常体细胞随年龄的增加端粒逐渐缩短;?胚系细胞及胚胎组织端粒酶活性阳性,同时具有较长的端粒;%大部分肿瘤细胞端粒较短,而端粒酶活性升高;&老年人易患肿瘤。
3.2.2端粒酶在肿瘤中的表达
端粒酶的激活和端粒的延长与肿瘤细胞的永生性有密切的联系。通过近几年的研究发现端粒酶和肿瘤细胞之间存在相互激发的关系。端粒酶通过合成端粒DNA而稳定端粒长度,正常细胞中端粒长度是一定的,每一次细胞分裂都会引起端粒长度的缩短,当端粒完全耗尽时细胞发生死亡;而由于肿瘤细胞有端粒酶的存在,因此,当每一次细胞分裂引起端粒的缩短后端粒酶可以延长端粒的长度使肿瘤细胞的端粒保持在一定长度,肿瘤细胞因此而获得永生。端粒酶在肿瘤组织中表达阳性率很高,在大多数人类原发性肿瘤衍生细胞系中均可测得端粒酶活性。Kim等在400多例来源与10种不同组织的原发肿瘤中发现端粒酶的阳性率达84.4%,而肿瘤周围正常组织或良性病变阳性率仅为4.2%,其端粒活性存在显著差异,从而显示了其在肿瘤诊断上的高度敏感性。
端粒酶活性在妇科癌症中可作为一个有利于诊断和预后的工具,在其肿瘤组织中端粒酶有较高的阳性率,如在卵巢癌、宫颈癌和子宫内膜癌中其阳性率分别为86%,83%和92%[4]。另有研究表明,端粒酶检出率在食管癌和癌旁组织间具有显著差异。这可能与癌旁组织与肿瘤的距离有关。<5cm的范围内阳性率为66.7%;>5cm的范围内阳性率为13.2%,提示癌旁组织中可能有残存微小癌灶或不典型增生病变,这可作为确诊和判断预后的标志。
3.2.3端粒酶抑制剂及反义寡核苷酸治疗肿瘤的研究
目前,主要研究方向是利用端粒酶抑制剂来治疗肿瘤,以及研究端粒酶在肿瘤组织中的表达与耐药、凋亡的相关基因的联系。根据端粒酶与肿瘤的关系提出的治疗肿瘤的方法有2种,一种是由Greider提出的反义寡核苷酸结合RNA模板区域阻断端粒酶活性的方法,用携带突变RNA的病毒重组体媒介转染体内肿瘤细胞,当突变的RNA大量表达后,可与野生型RNA竞争端粒酶蛋白,形成含突变RNA的复合物。Feng等对人端粒酶RNA模板序列TRC3进行点突变及翻译调控,发现人Hale细胞不仅平均长度缩短、端粒酶活性下降或消失,而且肿瘤细胞的生长受到明显抑制。另一种是促进细胞产生端粒酶抑制剂。最近的研究发现诱导肿瘤向终末期分化能导致端粒酶活性下降,也可成为端粒酶抑制疗法之一,这可能与肿瘤细胞向终末分化时分泌了一种端粒酶抑制物质有关。但上述新疗法也存在一定的缺点,因为骨髓造血干细胞和精原细胞也有端粒酶的活性,端粒酶抑制疗法可能影响这些细胞的正常功能,但在一般情况下干细胞处于静息状态,而且其端粒
酶片段比肿瘤细胞的长,如果适当控制端粒酶抑制疗法的疗程,可以避免出现严重副作用。此外端粒酶被抑制后不是立即停止生长,最好是与化疗和放疗并用。
4.发展史
4.1发现史
20世纪70年代初，对DNA聚合酶生化机制的深入了解引申出了一个“复制问题”：由于 DNA聚合酶需要RNA引物来起始DNA复制，线性染色体DNA每复制一轮，都将缩短一个RNA
引物的长度(1)。这意味着细胞需要引入特殊的机制来解决这个“末端复制问题”。而早在1939年，McClintock报道，在减数分裂后期产生的染色体断裂很容易重新融合起来，而在紧接着的有丝分裂中，这种染色体“断裂－融合－桥－断裂”的循环将不断继续 (2)。人们从而推测，染色体的自然末端应该不同于一般的DNA断裂末端，它有一个特殊的结构来避免染色体间的相互融合。
在逐渐明晰了染色体末端特殊结构，即端粒的概念后，Blackburn实验室于1978年第一次报道，四膜虫（Tetrahymena thermophila）的染色体外线性rDNA的端粒是由重复的5 ’-CCCCAA-3’序列组成的(3)。1984年，Blackburn实验室通过将酵母端粒克隆到线性人工染色体的方法，发现酵母（Saccharomyces cerevisiae）的端粒序列是由不太规则的TG1-3/C1-3A组成的(4,5)。
在同一篇文章中，Blackburn实验室发现了一个有趣的现象：带着四膜虫端粒的人工线性染色体导入到酵母后，被加上了酵母的端粒而
不是四膜虫的端粒(5)。当时人们普遍倾向于认为同源重组是端粒延伸的机制，但是同源重组无法回答以上的现象。一个更为合理的解释是：端粒的复制是由专门的酶来承担的。
在四膜虫接合细胞的的大核发育过程中，大核的染色体断裂成几百个小染色体，每一个小染色体都被从头加上了端粒。可以很容易推测，如果假说成立，此时细胞内的“酶”活性应该是非常高的。结果Blackburn实验室的Greider果真从大核的裂解液中，发现了能延伸体外合成的四膜虫端粒DNA的酶活性。这种酶活性不依赖于模板，因而命名为端粒末端转移酶活性(6)。
但很快他们发现这种酶活性是依赖于RNA的：当样品用RNase处理后，酶活性消失了(7) 。1989年，他们从四膜虫的近亲Euplotes中克隆了端粒酶的RNA亚基,它的一段RNA序列正好和四膜虫的端粒序列互补(5,8)。1994年，Gottschling实验室克隆了酵母端粒酶的 RNA 亚基(9)。1995年，Blackburn实验室报道了酵母端粒酶的活性(10)。几年后,在1997年，Lingner等用生化的手段纯化了四膜虫Euplotes aediculatus端粒酶复合体，其中的p123蛋白后来被证明是端粒酶的催化亚基(11)。同一时期，Lundblad实验室用遗传学的方法筛选到了几个与酵母端粒复制密切相关的基因，其中的EST2后来被证明编码酵母端粒酶的催化亚基(12,13)。
随着对这个领域了解的不断深入，现在我们可以用如下概括的语言描述端粒和端粒酶：端粒是在真核细胞染色体末端的核酸和蛋白组成的特殊结构，用于保护染色体，防止其降解和末端之间的融合，并
且保证染色体的完全复制；典型的端粒DNA由简单的重复序列构成；在多数的真核细胞中，端粒是由一种核蛋白酶，即端粒酶，利用自身的RNA亚基作为模板来复制的。
4.2诺贝尔奖“端粒和端粒酶是如何保护染色体的”
2009年，美国的三位科学家Elizabeth H·Blackburn、Carol W·Greider 和Jack W·Szostak发表了题为“端粒和端粒酶是如何保护染色体的”而共同获得诺贝尔生理学或医学奖。也是从这一重大研究成果开始，端粒和端粒酶的研究为人类衰老和肿瘤带来了福音。
端粒是真核细胞染色体末端的帽子样的结构，它具有稳定染色体末端结构，防止染色体DNA降解和末端融合，保护染色体结构基因，调节正常细胞生长等作用。同种生物不同组织的细胞，甚至相同组织的不同细胞由于处于不同的生命时相，端粒的长度也不一样。由此可发现端粒的长度跟细胞的寿命、衰老与死亡有密切关系，所以端粒的长度被称为“生命时钟”。
端粒酶(telomerase)是一种以自身RNA为模板，将端粒DNA合成至染色体的核糖核蛋白复合物(ribonucleoprotein，RNP)。端粒长度的维持需要端粒酶的激活。所以端粒酶在保持端粒稳定、基因组完整、细胞长期的活性和潜在的继续增殖能力等方面有重要作用。端粒酶的活性存在于人的生殖细胞、肿瘤细胞、永生化细胞系和再生性组织中，一般情况下酶的活性处于抑制状态，只有当端粒体受到损伤的时候，端粒酶才被激活。
由于端粒和端粒酶对肿瘤和癌症的发生有很大关系，所以近年来，端
粒和端粒酶的研究也比较多，且主要是在妇产科学、基础医学、心血管疾病、泌尿科学、外科学等方面，其中端粒酶与肿瘤形成关系的研究占总文献比例最大。
5.结语
根据目前的假说可以看出，衰老可能是由端粒的缩短导致，这似乎可以通过激活端粒酶来阻止。可是，一旦重新获得有活性的端粒酶，这些细胞又将成为永生化细胞，继而衍变为癌症。为了避免衰老而导致癌症，这显然不是人们激活端粒酶的初衷。那么如何能恰当、正确的发挥端粒/端粒酶在解决衰老与癌症中的作用是生命研究领域的一个新课题。
此外，对于端粒抑制剂的研究也在紧锣密鼓的展开了。Colorado大学的两位研究人员Thomas Cech 和Robert Weinbrg博士已独立地克隆出一种控制人类细胞端粒酶活性的基因。应用这种基因，很有可能得到一种新的蛋白质一端粒酶的控制剂。虽然这距离能直接用于人体试验的时间还很遥远，但这毕竟为人类征服癌症以及其它的同衰老有关疾病的治疗带来了光辉的前景。
随着对端粒和端粒酶研究的不断深入,已发现端粒系统与衰老、癌症有密切关系。如果抑制端粒酶的活性 ,就可以使癌细胞停止分裂增殖 ,达到抗癌目的；若激活端粒酶 ,就可以增加细胞分裂次数 ,从而延长寿命。
参考文献
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年7月
2、马鹤雯，张玉静，阮承迈等《端粒（酶）同癌症与衰老关系的研究进展》《国外医学遗传学分册》2000年第23卷第3期
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5、《端粒、端粒酶与衰老和癌症的关系》寻医问药网
6、宋淑霞, 吕占军《T、B细胞衰老及其分子机制研究进展》
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细胞凋亡与衰老 （作者:___________单位: ___________邮编: ___________） 【关键词】细胞凋亡；衰老 衰老是指增龄过程中机体出现的多器官渐进性功能减退，其确切机制并不清楚，有多种学说，如自由基学说、端粒学说和细胞凋亡学说等。以啮齿类动物为研究对象，肌肉、脑、心脏等多种衰老组织中均存在细胞凋亡异常〔1〕。细胞凋亡参与多种与衰老相关的病理过程，如骨质疏松、阿尔茨海默病等。目前细胞凋亡在衰老中的作用成为国内外研究热点，本文就二者的最新研究进展作综述。 1 细胞凋亡 细胞凋亡涉及一系列基因的激活、表达及调控，是机体为更好地适应环境采取的主动死亡，其参与许多重要生命活动，如胚胎发育、免疫防御和维持组织稳态等，对维持细胞增殖与死亡的平衡有重要意义。 1.1 细胞凋亡途径 1.1.1 外源性途径又称死亡受体途径，是由膜受体介导的细胞死亡过程。死亡受体是属于肿瘤坏死因子受体超家族的跨膜受体，其中研究较透彻的是Fas/FasL系统。Fas广泛分布于胸腺、肝、心、肾等
组织细胞表面。当Fas与其配体FasL结合后发生多聚化，与胞浆内死亡结构域结合蛋白（FADD）结合，活化胞浆caspase8，再活化凋亡执行者caspase3，水解蛋白质，启动核酸内切酶剪切DNA，造成凋亡。这是发育过程和免疫系统中最主要的凋亡途径。通过该途径可清除发育过程及免疫反应中活化的淋巴细胞。增龄过程中Fas表达呈上升趋势。衰老大鼠胸腺细胞和脾细胞凋亡速度加快，可能造成衰老机体免疫功能下降。 1.1.2 内源性途径以线粒体为核心，又称线粒体途径。该途径凋亡信号来自体内各种应激，如DNA损伤、氧化应激、紫外线、生长因子缺乏等。凋亡信号引起前凋亡蛋白Bax活化，Bax诱导线粒体释放细胞色素c（Cyt c）。进入胞质的Cyt c与凋亡蛋白激活因子（Apaf1）、caspase9前体组成凋亡体，激活caspase9，再活化caspase3引起细胞凋亡。线粒体也可释放凋亡诱导因子(AIF)和内切核酸酶G进入胞浆，二者转移到细胞核，断裂DNA。随着年龄增长，内源性凋亡途径逐渐变得活跃。 1.1.3 内质网应激介导的细胞凋亡内质网(ER)参与蛋白质合成及翻译后加工修饰。当非折叠或错折叠蛋白质在ER内堆积超过处理能力时，引起ER应激。ER应激的一个后果是细胞凋亡。位于ER膜上的Bak、Bax发生构象变化形成多聚体，使Ca2+进入ER，活化caspase12，引起下游级联反应，活化caspase9和caspase3。机体具有应对ER应激的保护措施，如使翻译起始因子eIF2去磷酸化，减少蛋白质合成。但衰老机体应对ER应激能力降低，eIF2磷
端粒和端粒酶与衰老、癌症的潜在关系 ———2009年诺贝尔生理学或医学奖简介 孔令平① 汪华侨② ①副教授,广州医学院从化学院,广州510182;②教授,中山大学中山医学院人体解剖学与脑研究室,广州510080 关键词 端粒 端粒酶 细胞 衰老 癌症 美国科学家伊丽莎白?布莱克本、卡萝尔?格雷德和杰克?绍斯塔克三人同时获得2009年诺贝尔生理学或医学奖,这是由于他们发现“染色体是如何被端粒和端粒酶保护的”,这一研究成果揭开了人类衰老和肿瘤发生等生理病理现象的奥秘。本文将就端粒和端粒酶的发现、结构和功能及其与人类衰老、癌症的潜在关系等方面做一简要介绍。 人的生老病死,这或许是生命最为简洁的概括,但其中却蕴藏了无穷无尽的奥秘。2009年10月5日,瑞典卡罗林斯卡医学院宣布将2009年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家伊丽莎白?布莱克本(Elizabet h H.Blackburn)、卡萝尔?格雷德(Carol W.Greider)和杰克?绍斯塔克(J ack W.Szostak),以表彰他们发现“染色体是如何被端粒和端粒酶保护的”。这3位科学家的发现“解决了一个生物学重要课题,即染色体在细胞分裂过程中是怎样实现完全复制,同时还能受到保护且不发生降解”。由此可能揭开了人类衰老和罹患肿瘤等严重疾病的奥秘。 染色体是生物细胞核中的一种易被碱性染料染色的线状物质。大家都知道,正常人的体细胞有23对染色体,这对人类生命具有重要意义,其中的X和Y染色体是决定男女性别的性染色体。在染色体的末端,有一个像帽子一样的特殊结构,这就是端粒。作为染色体末端的“保护帽”,端粒具有维持染色体的相对稳固、防止DNA互相融合及重组的功能,犹如卫兵那样守护染色体不受损害。而端粒酶的作用则是帮助合成端粒,使得端粒的长度等结构得以稳定。 “染色体携有遗传信息。端粒是细胞内染色体末端的‘保护帽’,它能够保护染色体,而端粒酶在端粒受损时能够恢复其长度。”获奖者之一的伊丽莎白?布莱克本介绍说:“伴随着人的成长,端粒逐渐受到‘磨损’。于是我们会问,这是否很重要?而我们逐渐发现,这对人类而言确实很重要。”借助他们的开创性工作,如今人们知道,端粒不仅与染色体的个性特质和稳定性密切相关,而且还涉及细胞的寿命、衰老与死亡。简单讲,端粒变短,细胞就老化。相反,如果端粒酶活性很高,端粒长度就能得到保持,细胞老化就被延缓。 1端粒的发现、结构与功能 20世纪30年代,两位著名的遗传学家McClintock 和Müller等人发现,染色体的末端存在一种能稳定染色体结构和功能的特殊成分。如果缺少了此成分,染色体易降解,相互之间易发生粘连,出现结构的异常,影响染色体的正确复制,甚至引起细胞的死亡。于是Müller从希腊文的“末端”(telos)和“部分”(meros)二词为此特殊成分创造了一个全新的术语“端粒”(telomere)。但端粒的精确组成直到1978年才由美国科学家Blackburn和Gall首次提出,他们发现单细胞生物四膜虫(tetrahy2 mena)的端粒是由一连串简单重复序列T T GGGG形成的[1]。之后包括动物、植物和微生物在内的多种生物的端粒序列被测定出,发现它们与四膜虫的端粒序列极其相似,均由富含G和T的简单重复序列不断重复而成。正是这些连接在染色体末端的DNA重复序列及结合在其上的相关蛋白质共同构成了真核生物染色体的“末端保护帽”———端粒。人类细胞端粒的重复序列为T TA GGG,长度为5～15kb。不同组织细胞其端粒的长度不同,精子和早期胚胎细胞端粒长度较长,可达15～20kb。 端粒的结合或相关蛋白最重要的是人端粒重复序列结合因子(telomeric repeat factor)TRF1和TRF2,此外还包括PO T1,Ku70,Ku80,Tankyrase1,PINX1, TIN2和hRap1等。TRF1和TRF2均专一性地与端粒DNA重复序列结合。TRF1对端粒的长度起负调控作用,可以在一定程度上抑制端粒酶在端粒末端的行为; ? 7 2 3 ?
细胞生物学及生物化学练习题 1.下列细胞器，光学显微镜下能看到的是( )。 A．核糖体 B.内质网 C.叶绿体 D.A、B、C都不是 2.将小麦种子浸在红墨水中10 min，然后取出。将种子洗净纵向剖开，发现胚白色，而胚乳红色。这说明( )。 A.胚成活、胚乳失去活性 B.胚、胚乳都成活 C.胚死亡、胚乳成活 D.不能判断是否成活 3.生物膜的脂类分子是靠什么键聚集在一起形成磷脂双分子层结构的( )。. A.氢键 B.二硫键 C.疏水键 D.离子键 4.下列关于动物细胞膜上Na+-K+泵的描述正确的是( )。 A.具有ATP酶的活性 B.消耗1分子ATP向胞外泵出2钠离子，向胞内泵入2个钾离子 C.消耗1分子ATP向胞外泵出3个钠离子，向胞内泵入2个钾离子 D. Na+-K+泵在动物细胞膜上可形成离子通道，钠离子和钾离子可选择性地透过 5.线粒体内膜上具有什么酶系统( ) 。 A.糖酵解 B.过氧化氢 C.三羧酸循环 D.电子传递链 6.肝细胞的解毒作用主要是通过什么结构中的氧化酶系进行的()。 A.线粒体 B.叶绿体 C.细胞质膜 D.光面内质网 7.下列对溶酶体功能的描述不正确的是( )。 A.分解消化来自细胞外的物质 B.溶解细胞内由于生理或病理原因破损的细胞器 C.自身膜破裂，导致细胞自溶而死亡 D.使毒性物质失活 8.下列哪一类动物细胞中高尔基体最为丰富( )。 A.随意肌细胞 B.腺细胞 C.红细胞 D.白细胞 9.真核细胞细胞质中的核糖体( )。 A.与细菌的核糖体大小、组成相同 B.较细菌的核糖体大，但组成相似 C.较细菌的核糖体小，组成不同 D.与细菌的核糖体大小相同，但组成完全不同 10. (2007年全国联赛题)在真核细胞中具有半自主性的细胞器为( )。 A.高尔基体 B.内质网 C.线粒体 D.质体 E.溶酶体 11.(2007年全国联赛题)巴氏小体是( )。 A.端粒 B.凝集的X染色体 C.随体 D.巨大染色体 12.端粒的作用是()。 A.它们保护染色体使其免于核酸酶的降解 B.它们能防止染色体之间的末端融合 C.它们是细胞分裂“计时器” D.以上都正确 13.下列四对名词中，哪一对的表述是合适的( )。 A.叶绿体—贮藏酶 B.过氧化(酶)体—细胞中的转运作用 C.核仁—核糖体亚基的组装部位 D.溶酶体—细胞 中的发电站 14.（2007年全国联赛题)减数分裂时，等位基因的DNA片段的交换和重组通常发生在( )。 A.偶线期 B.粗线期 C.双线期 D.终变期 15.机体中寿命最长的细胞是( )。 A.红细胞 B.神经细胞 C.表皮细胞 D.上皮细胞 16.动物细胞间信息的传递主要是通过( )。 A.紧密连接 B.间隙连接 C.桥粒 D.胞间连丝 17.以下哪项不属于第二信使( )。 A, cAMP B. cGMP C. Ach D. DG 18.用某种影响细胞骨架的药水处理体外培养的细胞，群体中出现双核细胞，最可能的原因是( )。 A.微丝被破坏 B.微管被破坏 C.染色体畸变 D.细胞发生融合
细胞信息转导 一、选择题 ( 一 )A 型题 1 ．下列哪种物质不是细胞间信息分子 A ．胰岛素 B ． CO C ．乙酰胆碱 D ．葡萄糖 E ． NO 2 ．通过核内受体发挥作用的激素是 A ．乙酰胆碱 B ．肾上腺素 C ．甲状腺素 D ． NO E ．表皮生长因子 3 ．下列哪种物质不是第二信使 A ． cAMP B ． cGMP C ． IP 3 D ． DAG E ． cUMP 4 ．膜受体的化学性质多为 A ．糖蛋白 B ．胆固醇 C ．磷脂 D ．酶 E ．脂蛋白 5 ．下列哪种转导途径需要单跨膜受体 A ． cAMP - 蛋白激酶通路 B ． cAMP - 蛋白激酶通路 C ．酪氨酸蛋白激酶体系 D ． Ca 2+ - 依赖性蛋白激酶途径 E ．细胞膜上 Ca 2+ 通道开放 6 ．活化 G 蛋白的核苷酸是 A ． GTP B ． CTP C ． UTP D ． ATP E ． TTP 7 ．生成 NO 的底物分子是 A ．甘氨酸 B ．酪氨酸 C ．精氨酸 D ．甲硫氨酸 E ．胍氨酸 8 ．催化 PIP 2 水解为 IP 3 的酶是 A ．磷脂酶 A B ．磷脂酶 A 2 C ．磷脂酶 C D ． PKA E ． PKC 9 ．第二信使 DAG 的来源是由 A ． PIP 2 水解生成 B ．甘油三脂水解而成 C ．卵磷脂水解产生 D ．在体内合成 E ．胆固醇转化而来的 10 ． IP 3 受体位于 A 、细胞膜 B 、核膜 C 、内质网 D 、线粒体内膜 E 、溶酶体 11 ． IP 3 与内质网上受体结合后可使胞浆内 A ． Ca 2+ 浓度升高 B ． Na 2+ 浓度升高 C ． cAMP 浓度升高 D ． cGMP 浓度下降 E ． Ca 2+ 浓度下降 12 ．激活的 G 蛋白直接影响下列哪种酶的活性 A ．磷脂酶 A B ．蛋白激酶 A C ．磷脂酶 C D ．蛋白激酶 C E ．蛋白激酶 G 13 ．关于激素，下列叙述正确的是 A ．都由特殊分化的内分泌腺分泌 B ．激素与受体结合是可逆的 C ．与相应的受体共价结合，所以亲和力高 D ．激素仅作用于细胞膜表面 E ．激素作用的强弱与其浓度成正比 14 ． 1 ， 4 ， 5 - 三磷酸肌醇作用是 A ．细胞膜组成成 B ．可直接激活 PK C C ．是细胞内第二信使 D ．是肌醇的活化形式 E ．在细胞内功能 15 ．酪氨酸蛋白激酶的作用是 A ．分解受体中的酪氨 B ．使蛋白质中大多数酪氨酸磷酸化 C ．使各种含有酪氨酸的蛋白质活化 D ．使蛋白质结合酪氨酸
江苏农业科学２０１０年第２期 李桂兰，郭 彦．细胞自噬对植物程序性死亡的控制综述［Ｊ］．江苏农业科学，２０１０（２）７—９． ——７一 细胞自噬对植物程序性死亡的控制综述 李桂兰，郭彦 （聊城大学生命科学学院，山东聊城２５２０５９） 摘要就细胞自噬对植物程序性死亡的控制作用，可能的调节机制，以及连接自噬和程序性死亡信号通路之间交互对话可能的介质等进行了综合阐述。 关键词细胞自噬；程序性死亡；超敏反应；促死亡信号；信号通路交互对话介质中图分类号Ｑ２５ 文献标志码Ａ
文章编号１００２—１３０２（２０１０｝０２—０００７—０２ Ｐｒｏ与细菌效应蛋白ＡｖｒＰｔｏ共表达。或者ｅｔ９与ＡｖＯ共表达口１，或者使植物感染非寄主病原菌突变体ＰｔｏＤＣ３０００【４Ｊ．在 ＡＴＧ６／Ｂｅｃｌｉｎ 细胞自噬是广泛存在于真核细胞中的生命现象，是生物在其发育、老化过程中都存在的一个净化自身多余或受损细胞结构的共同机制，在进化过程中高度保守…。植物程序性死亡（ｐｒｏｇｒａｎｉｍｅｄ ｃｅｌｌ Ｊ基因沉默的植物中都表现出ＨＲ—ＰＣＤ失去控 ｄｅａｔｈ，ＰＣＤ）主要包括发育过程中的 ｄｅａｔｈ，ＨＲ—ＰＣＤ）以及衰老相 制，说明ＡＴＧ６不仅能够限制病毒诱导的ＨＲ—ＰＣＤ传播，而且能够限制细菌、真菌及一般诱导因素诱导的ＨＲ—ＰＣＤ的扩散。除了ＡＴＧ６／Ｂｅ
ｃｌｉｎＪ，其他的自噬基因包括ＶＰＳ３４／Ｐ１３Ｋ、ＡＴＧ３和ＡＴＧ７等对将ＨＲ—ＰＣＤ限制在感染位点也是必需的。这些结果表明，在植物防御反应中，细胞自噬通过阻止未受感染组织的死亡来维持植物的生存¨ｌ。 在对烟草的研究中还发现，ＡＴＧ６／ＢｅｃｌｉｎＪ沉默的烟草受到ＴＭＶ感染引起ＨＲ—ＰＣＤ失控。蔓延到未受感染的正常组织；但是１ＭＶ却仍然局限于最初的感染部位，未感染部位没检测到ＴＭＶ，并且感染部位ＴＭＶ数量增加，表明未感染组织的死亡并不是由于ＴＭＶ迁移。同时还表明ＡＴＧ基因不仅能 ＰＣＤ、植物防御反应过程中的超敏反应程序性死亡（ｈｙｐｅｒｓｅｎ— ｓｉｔｉｖｅｒｅｓｐｏｎｓｅｐｒｏｇｒａｍｍｅｄｃｅｌｌ 关的ＰＣＤ。在植物发育、逆境胁迫、饥饿及衰老的过程中细胞自噬具有确定的作用嵋－。近年来的研究表明，各种程序性死亡的过程中，都会诱导自噬活动的发生，细胞自噬在植物衰老过程中通过降解细胞自身的成分维持衰老细胞的生存，在病原菌诱导的ＨＲ—ＰＣＤ过程中，可能通过自噬作用于促进死亡的信号分子，将细胞死亡控制在受到感染的组织局部，有效地控制ＨＲ向正常健康组织的蔓延ｐ。Ｊ。本文主要就细胞自噬对ＨＲ—ＰＣＤ的控制及其可能的机制进行综合阐述。１细胞自噬对ＨＲ—ＰＣＤ的控制
端粒与端粒酶研究于抗衰老的应用 陈元懿 技术原理 端粒:端粒是存在于真核细胞线状染色体末端的一小段DNA-蛋白质复合体，它与端粒结合蛋白一起构成了特殊的结构，能够维持染色体的完整和控制细胞分裂周期。端粒DNA是由简单的DNA高度重复序列组成的，染色体末端沿着5'到3' 方向的链富含 GT。在人中，端粒序列为TTAGGG/CCCTAA，并有许多蛋白与端粒DNA 结合。 端粒酶：端粒酶以自身的RNA作为端粒DNA复制的模板，合成出富含脱氧单磷酸鸟苷的DNA序列后添加到染色体的末端并与端粒蛋白质结合，从而稳定了染色体的结构。但是，在正常人体细胞中，端粒酶的活性受到相当严密的调控，只有在造血细胞、干细胞和生殖细胞，这些必须不断分裂复制的细胞之中，才可以侦测到具有活性的端粒酶。在保持端粒稳定、基因组完整、细胞长期的活性和潜在的继续增殖能力等方面有重要作用。 由于核DNA是线形DNA，复制时由于模板DNA 起始端被RNA引物先占据，新生链随之延伸；引物 RNA脱落后，其空缺处的模板DNA无法再度复制成 双链。因此，每复制一次，末端DNA就缩短若干个 端粒重复序列。当端粒不能再缩短时，细胞就无法 继续分裂了。越是年轻的细胞，端粒长度越长；越 是年老的细胞，端粒长度越短。一旦端粒消耗殆尽， 细胞将会立即启动凋亡机制。端粒与细胞老化的关 系，阐述了一种新的人体衰老机制。 端粒酶以自身的RNA作为端粒DNA复制的模板，合成出富含脱氧单磷酸鸟苷的DNA序列后添加到染色体的末端并与端粒蛋白质结合，从而稳定了染色体的结构。 DNA复制期间的滞留链
尽管如此，正常人体细胞几乎不表达端粒酶，而在干细胞及肿瘤细胞中该酶的表达量较大。通过对细胞进行基因工程改造，改变细胞中端粒酶的活性，可以影响细胞衰老的进程。 技术应用（实验阶段） 1）美国德克萨斯大学西南医学中心的细胞生物学及神经系统科学教授杰里·谢伊和伍德林·赖特做了这样一项试验：在采集的包皮细胞（包皮环切术的附带产物）中导入某种基因，使细胞中产生端粒酶。一般来说，包皮细胞在变老之前可分裂60次左右。但在上述试验中，细胞已分裂了300多次却毫无终止的征兆，也没有显示任何异常的迹象。 2）哈佛Dana-Farber癌症研究所的科学家们通过控制端粒酶基因，第一次在老鼠身上局部逆转了年龄增长所带来的老化问题，其中包括：大脑和睾丸的新生长发育，繁殖能力的增强，以及恢复了部分已丧失的认知功能。 技术优点 1）此种技术在DNA层面上对细胞衰老进行干预，为人类从衰老的根本上进行打开一条的新的道路。 技术缺点 1）尽管端粒酶似乎能有效地延缓细胞凋亡机制的启动，但也发现它在多种癌细胞中都有大量表达，与癌细胞的无限增生密切相关。由于对细胞衰老机制探究的不完全，虽然在细胞方面的已有可参考的实验，但于生物体的改造仍有很多风险及不确定因素。 2）端粒酶技术仅仅从单个细胞的角度延缓衰老，但生物个体中的新陈代谢是一套更复杂的系统。关于如何在延长细胞寿命的基础上协调个体的细胞代谢机制仍需更进一步的研究。
自噬与血管衰老方面的研究成果综述 自噬是由细胞质起源的自噬体与溶酶体融合降解胞内异常分子和长寿命蛋白的过程，是一种特殊分解代谢途径。它在细胞代谢、存活与分化等方面都具有重要作用。当前社会正朝向老龄化社会演变，关注老龄化相关疾病的研究显得格外重要。随着细胞生物科学与老年医学的相互交叉发展，自噬在老年性心血管疾病、神经退行性疾病、脏器衰老等方面的研究中取得进展。研究已发现通过对自噬调控能够对血管组成细胞的增殖、分化和转归起到重要的调控作用。本文对自噬与血管衰老方面的研究进展进行综述。 1 自噬概述 1. 1 自噬的概念和类型自噬是一种高度保守的细胞机制，主要针对长寿蛋白和损伤细胞器的降解与循环利用〔1〕。它属于分解代谢过程，通过循环利用细胞内成分如蛋白、核糖体、脂质甚至整个细胞器来应对各种应激反应。在整个营养供应中，合成代谢占据了优势，自噬则维持较低水平，以保证正常的细胞代谢平衡与生存。在饥饿过程中，既可通过不足的营养供应，也可通过有缺陷的生长因子信号通路，快速诱导自噬激活。 自噬降解后的产物主要有两种作用: 提供生物合成所必需的基质、底物与补充细胞内能量，而后者的主要贡献来源于氨基酸、脂肪酸的降解。目前自噬有三种类型: 小自噬、分子伴侣调控自噬和大自噬。小自噬是溶酶体膜自动包裹长寿命蛋白等分子物质进行降解。在分子伴侣自噬中，错误折叠蛋白通过热休克蛋白Hsp70 转位到溶酶体进行清除。大自噬是起源于内质网膜，经延展后包裹待降解蛋白形成自噬体，与溶酶体融合后进行降解。 1. 2 自噬相关蛋白与分子构成自噬过程本身十分复杂，包括了膜体启动、囊泡转换和载体降解。而整个自噬过程受到了自噬相关基因( ATG) 的调控。这些ATG 基因在自噬过程的不同阶段均发挥着重要作用。自噬途径的分子构造包括了以下四个亚组: ①Atg1 激酶复合体: 这个信号复合物控制了自噬体形成的早期阶段，最近有研究发现Atg1 在自噬晚期阶段也发挥重要的作用〔2〕。ULK1/2 是酵母Atg1 的哺乳动物同系物。 哺乳动物细胞在营养富足的条件下，mTOＲ能磷酸化和灭活ULKs。通过饥饿或者雷帕霉素干预，可激活ULK1 和ULK2，磷酸化Atg13 和FIP200，它们在自噬流中起关键作用。 ②mAtg9信号通路: 通过在前自噬体结构( PAS) 中添加新的膜材料对自噬体双层膜结构进行组装。Atg11、Atg23 和Atg27 能控制Atg9到达PAS 的顺势运动; 反之，Atg1-Atg13、Atg2-Atg18 和Atg14 是参与Atg9 的逆向运动返回外围靶点〔3〕。③磷脂酰肌醇3-羟激酶( PI3K) /Vps34 复合体: 多样化的Atg 蛋白被募集到吞噬泡中，通过结合到由Vps34 ( 在哺乳动物细胞中的PI3K) 生成的PIP，参与自噬体的构成。这其中包括Atg18、Atg20、Atg21 和Atg24。Vps34 构成了两种不同的PI3K 复合物: 复合物1( Vps34，Vps15/p150，Atg6/beclin 1 和mAtg14) 和复合物2( Vps34，Vps15，Atg6 和Vps38)〔4〕。④两种泛素样蛋白共轭系统: 两种与泛素共轭级联相似的级联特征有助于吞噬泡的延长与自噬体的形成。Atg12 被一种泛素样E1 酶Atg7 激活，随后转移到泛素样E2 酶Atg10 上。在其他泛素样级联中，LC3 作为Atg8 的哺乳动物同系物在Atg4 暴露于羧基末端的甘氨酸位点进行裂解〔5〕。 2 血管衰老 2. 1 衰老与自噬衰老是一种复杂的病理生理过程，生物体内损伤的分子、细胞、组织不断进行积累造成生物体功能的持续衰退、疾病易感性增加、最终导致死亡。目前有很多报道证实了自噬在延缓衰老中发挥作用的依据。整个衰老过程中，自噬相关蛋白的丰度与自噬活性都有不同程度的下降。生物体的衰老会减少不同组织自噬体的构成和功能，这包括了自噬在内的蛋白水解能力以及介导自噬活性的能力。能量限制可以调节六月龄小鼠肝脏中的蛋白水解率达到峰值，而随着鼠龄的增长逐渐降低。氧化应激通过胰岛素受体信号通路，使衰老器官的自噬活性逐渐下降〔6〕。也就是说氧化应激诱导激活胰岛素受体信号通
第六章第3节《细胞的衰老和凋亡》教学计划李艳2011/10/17 16:32:18 宁夏固原市西吉二中30 0 一、教材分析 细胞像生物体一样也要经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老、死亡的过程，所以细胞的分裂、分化、衰老、死亡是生命的必然。那么个体衰老与细胞衰老的关系呢？细胞衰老有哪些表现呢？细胞衰老的原因是 什么？细胞的衰老和凋亡是生命活动中必不可少的过程，衰老和凋亡有什么关系?这一连串的问题构成本节内容的主线。对于细胞衰老和凋亡的学习，能使学生对细胞的整个生命过程有个完整的认识。同时细胞衰 亡机制的研究与生物科技的发展息息相关。对细胞衰亡知识的学习，有助于培养学生的科学兴趣，培养学 生的创新意识。 二、教学目标 1．知识与技能 （1）个体衰老与细胞衰老的关系。 （2）描述细胞的衰老的特征和原因。 （3）简述细胞凋亡的含义及与细胞坏死的区别。 2．过程与方法 （1）培养学生联系实际灵活应用知识的能力。 （2）学会进行与社会老龄化相关问题的分析。 3.情感态度与价值观 （1）探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系，关注老年人健康状况和生活状况 （2）通过有关衰老问题的讨论，树立科学的发展观。 三、教学重点难点 学习重点：1.细胞衰老的概念及特征。2.细胞凋亡的含义。 学习难点：细胞衰老与细胞凋亡的区别和联系。 四、学情分析 学生已经学习了细胞的增殖、分化的内容，对本节的内容已经有了初步的认识和理解，明确了细胞的分化、衰老和凋亡是一个自然的生命过程。本节的内容接近现实生活，可利用现实生活中的例子加以说明， 培养学生知识的应用能力和知识的迁移能力。 五、课型：新授课教学方法：教学基本环节：情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、 当堂检测→布置作业及预习 六、课前准备 布置学生在课前通过上网、查报纸杂志、看电视等途径收集与细胞衰老与凋亡有关的资料。教师制作课件。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 【情景导入、展示目标】 教师展示“问题探讨”老年人晨练图片：随着社会的发展，人民生活水平的提高，医疗的完善等，人的寿命 在延长，老年人的比例上升。那如何能延缓衰老，保持身体健康显得尤其重要。 问题1：人的一生必然要经历哪些生命历程：出生→生长→成熟→繁殖→→的生命历程。（学生思考回答） 对于人的一生来说，出生，衰老，死亡都是非常重要，活细胞也一样。衰老和死亡是细胞不可忽视的部分。今天我们来学习第六章第3节《细胞的衰老和凋亡》的内容。 小组讨论：完成问题2和问题3 （3分钟） 问题2：我们学过的单细胞生物有：（举一例） 单细胞生物的衰老（= 或≠）细胞的衰老。 问题3：人的生命系统结构层次有哪些？
端粒与衰老 摘要 众所周知，端粒是染色体两端的“保护帽”，能够起到某种抗癌作用，并与人体衰老现象有所联系，但其完整的生物学上的机理仍然还没有弄清楚。端粒酶是一种合成和延伸端粒的核糖核蛋白。端粒具有重要的生物学功能：①保护染色体不被核酸酶降解；②防止染色体相互融合；③为端粒酶提供底物，解决DNA 复制的末端隐缩，保证染色体的完全复制；④决定细胞的寿命。正常细胞内检测不到端粒酶活性, 因此, 正常细胞分裂次数是有限的, 不能无限增殖。衰老不仅仅是生长不可逆的停滞，而且涉及到功能的改变；衰老细胞分泌的细胞因子可能会引起组织功能和统一性的下降，这是端粒功能异常通过细胞衰老造成的影响，端粒与端粒酶同衰老是密不可分的。此外，在约85%的肿瘤细胞中检测到了端粒酶活性，这表明端粒系统（端粒、端粒酶）同癌症之间也存在相关性。随着对端粒和端粒酶研究的不断深入 ,发现端粒系统与衰老、肿瘤有密切关系。如果抑制端粒酶的活性 ,就可以使癌细胞停止分裂增殖 ,达到抗癌目的；若激活端粒酶 ,就可以增加细胞分裂次数 ,从而延长寿命。 关键词 端粒端粒酶衰老肿瘤 1、端粒及其两面性 端粒是短的多重复的非转录序列（TTAGGG）及一些结合蛋白组成特殊结构，端粒是短的多重复的非转录序列（TTAGGG）及一些结合蛋白组成特殊结构，除了提供非转录DNA的缓冲物外，它还能保护染色体末端免于融合和退化，在染色体定位、复制、保护和控制细胞生长。细胞分裂次数越多，其端粒磨损越多，逐渐越短。 然而，端粒所起的作用决非想象中的那么简单。例如，端粒变短是一个喜忧参半的结果：它可延缓癌细胞分裂的速度，但同时也阻碍了自然组织的修复过程———无论是在人体或小鼠体内，较短的端粒意味着疾病的产生和机体的衰老。DNA 的每一次复制过程，都会导致染色体变短，在端粒变得极短之时，就可能对一些重要的DNA 序列造成破坏，并可能导致细胞修复机制出错，将受损的染色体末端误认为受损的DNA 链，而将其两端融合起来。由于染色体损伤有可能促使细胞生长失控，人们因此会认为严重受到侵蚀的端粒也可能会产生同样的风险。 2、端粒与衰老 研究证明，端粒与细胞寿命的控制密切相关。人类端粒长度大约2~15 kb，由于存在末端复制问题，DNA每复制1次，端粒DNA就会丢失50~200bp，随着细胞分裂次数的增加，端粒DNA也在进行性地缩短，当缩短到一定限度后，便不能维持染色体的稳定，使细胞失去了分裂增殖能力而衰老死亡，这种缩短就是衰老的标志。因此，端粒也被称为细胞的“生命钟”。 衰老是生物在生命过程中整个机体形态、结构和功能逐渐衰退的综合现象。关于衰老的学说有多种，其中端粒学说由Olovnikov提出，认为在细胞分裂的过程中，端粒起缓冲作用，但是当端粒缩短到一定程度就会失去缓冲作用，从而导致细胞衰老。目前认为，端粒长度随着细胞分裂逐渐缩短，当它缩短到一定长度，亦即在端粒长度缩短到可能造成基因损伤前，细胞自身的检测系统被激活，启动终止细胞分裂的信号，激发细胞周期p53或Rb关卡，从而使细胞周期停止，进入第一死亡期M 期。倘若使p53或Rb失活以阻断M 期，细胞将继续倍增20～40代，同时端粒进一步丢失，直到发生DNA损伤，出现染色体融合、细胞危机，即进入第二死亡期M 期。此时大部分细胞死亡，只有极少细胞激活端粒酶发生逃逸，成为永生化细
细胞分裂知识归纳 一、基础知识 有丝分裂： （一）细胞周期 1、概念：是指连续分裂的细胞，从上一次分裂结束到下一次分裂结束。包括分裂间期 和分裂期两个阶段 2、特点：分裂间期历程时期大于分裂期 （二）分裂间期和分裂期 亲细胞染色体数表示为2n，DNA数表示为2a 时期染色体行为其他变化染色体数DNA数染色单体数间期蛋白质合成和DNA复制2n 2a→4a4n 前期 染色质→染色体，每条染色体含 两条染色单体出现纺锤体 核膜解体、核仁消失 2n 4a4n 中期 染色体的着丝点排列在赤道面 上，染色体形态和数目最清晰形成纺锤体 2n 4a4n 后期 着丝点分裂，染色单体成为染色 体，染色体数暂时加倍纺锤丝收缩 4n 4a0 末期染色体→染色质 纺锤体消失，核仁、核膜形 成，细胞分裂成2个子细胞 2n 2a 0 1、在有丝分裂中始终看不到核仁和核膜的时期是：（） A、间期和中期 B、中期和后期 C、前期、中期和后期 D、中期、后期和末期 2、在植物细胞有丝分裂的末期，细胞内活动最旺盛的细胞是（） A、线粒体 B、高尔基体 C、中心体 D、核糖体 3、大多数动、植物细胞数目增加的方式是（） A、无丝分裂 B、有丝分裂 C、减数分裂 D、以上三种方式 4、观察染色体的形态和数目的最佳时期是有丝分裂的（） A、前期 B、中期 C、后期 D、末期 5、在人体细胞有丝分裂前期，可以看到的中心粒的数目是（） A、1 B、2 C、4 D、8 6、在细胞有丝分裂的分裂期开始时，如果它的染色体数为N，DNA含量为Q，则该细 胞分裂后每个子细胞中的染色体数和DNA含量分别是（） A、N和Q B、N/2和Q/2 C、N和Q/2 D、N/2和Q 答案：BBBBC
（生物科技行业）生物化学 A(B
《生物化学A》（BiochemistryA）科目考试大纲 考试科目代码：766 适合专业：生物化学与分子生物学、微生物与生化药学、食品科学 课程性质和任务： 生物化学是研究生物体内化学物质（包括生物大分子）的性质及其代谢调控的一门基础学科，研究的内容涉及糖类、脂类、蛋白质、酶、核酸、激素，以及与生物氧化相关的糖、脂、蛋白质、核酸生物合成与代谢调控有关的基础知识。主要任务是学习糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶等各种生物物质的结构、性质以及这些生物物质在生物体内的代谢过程等特性，为进一步深造奠定基础。 主要内容和基本要求： 0.绪论 掌握生物化学的涵义； 熟悉生物化学理论与实践的关系； 了解生物化学的现状和进展。 1.糖类 掌握重要的单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖和核糖）的结构和性质； 熟悉几种重要的双糖（蔗糖、麦芽糖和乳糖）的结构和性质； 了解多糖（同多糖和杂多糖）的种类。 2.脂质 掌握必需脂肪酸的概念和种类； 熟悉磷脂、糖脂、胆固醇的结构和功能； 了解脂质的提取、分离与分析。 3.蛋白质
掌握蛋白质的基本结构单位——氨基酸的结构和性质； 掌握蛋白质的化学结构（一、二、三、四级结构）和蛋白质的理化性质；熟悉蛋白质一级结构的测定方法和蛋白质的分离提纯原理； 理解蛋白质结构与功能的关系； 了解蛋白质折叠和结构预测，以及亚基缔合和四级结构的相关知识。4.酶 掌握酶的结构与功能和酶反应动力学机理； 熟悉酶的组成、分类、命名、酶活力测定和酶的提取和纯化过程； 了解调节酶、同工酶、诱导酶、抗体酶和固定化酶及其应用。 5.核酸 掌握核酸和核苷酸的理化性质； 熟悉核酸的化学组成及其化学结构； 了解核酸的发现、研究简史和方法。 6.抗生素 熟悉一些重要的抗生素的化学和医疗特性； 理解抗生素的抗菌作用机理； 了解抗生素的应用。 7.激素 掌握激素的化学本质和作用机理； 熟悉几类重要激素（氨基酸衍生物类、多肽类和固醇类等）的作用； 了解植物激素和昆虫激素的种类和功能。 8.生物膜与物质运输
细胞自噬与凋亡的交互作用 细胞自噬又称Ⅱ型程序性细胞死亡，参与了多种疾病的发生和发展。自噬与凋亡之间存在着复杂的交互调控——二者能被多种应激刺激共同激活、共享多个调节分子，甚至互相协调转化等。全面深入研究自噬与凋亡之间的交互作用机制，将为肿瘤等疾病的认知及治疗带来突破性进展。 细胞死亡是被周密调控的复杂过程。凋亡，作为第一个被认定的程序性细胞死亡程序(programmedcelldeath, PCD)，其作用及调控网络已逐渐清晰。然而，凋亡并非决定细胞死亡命运的唯一。近年，被称作Ⅱ型PCD的细胞自噬被证实与凋亡共同调控细胞死亡。某些情况下，自噬抑制凋亡，是细胞的存活途径，但自噬本身也会诱发细胞死亡，或与凋亡共同作用及在凋亡缺陷的情况下作为备份机制诱导细胞死亡。二者通路相互关联，互为调控。研究并利用这些交互作用，将有利于进一步揭示肿瘤等疾病的发生发展机制。本文对近年报道的自噬与凋亡的交互作用方式和重要的交互作用调节子(molecular regulator of thecrosstalk)进行综述。 1 概述 1.1 细胞自噬 自噬在古希腊语中是“自(auto)食(phagy)”。它是一种保守的细胞自我降解方式，是将受损细胞器及大分子物质通过溶酶体降解再利用的过程。基础水平的自噬是维持细胞稳态所必需的，同时自噬参与抗衰老、分化及发育、免疫及清除微生物、肿瘤等疾病的病理生理过程[1,2] 。 根据结合分子的方式，自噬分为：巨自噬(macroautophagy)、微小自噬(microautophagy) 和伴侣分子介导的自噬(chaperone-mediatedautophagy, CMA)。其中巨自噬研究得最多，本文所论述的自噬即指巨自噬。 自噬是一系列自噬体结构演变的过程，由自噬相关基因(autophagy-relatedgene, ATG)执行精细的调控。在饥饿、低氧、药物等因素作用下，待降解的细胞成分周围会形成双层结构分隔膜，随后分隔膜逐渐延伸，最终将待降解的胞浆成分完全封闭形成自噬体(autophosome)；自噬体形成后将通过细胞骨架微管系统运输至溶酶体，二者融合形成自噬溶酶体(autopholysome)；最终其内容物在溶酶体酶作用下被细胞降解利用。目前研究发现自噬调节涉及多种信号通路，其中以腺苷单磷酸活化蛋白激酶及哺乳动物雷帕霉素受体信号通路为调控核心。AMPK促进自
河北师范大学 细胞生物学课程论文 小议端粒和端粒酶与细胞衰老、 癌变的关系 学生姓名张** 学号 2012012*** 专业班级生物科学*班 批阅教师崔** 成绩 2015年1月
小议端粒与端粒酶和细胞衰老、癌变的关系摘要端粒位于真核细胞染色体的末端，由短的串联重复DNA片段及其结合蛋白组成，有细胞有丝分裂的“生命时钟”之称。在胚胎发育的过程中，绝大多数体细胞失去了端粒酶的活性,所以随着体细胞分裂次数的增加,端粒长度将逐渐缩短。当端粒缩短到一定程度时,细胞将无法维持基因组的稳定性及染色体结构的完整性而发生衰老。在细胞衰老调控机制失控的情况下,端粒的极限缩短将导致细胞死亡或癌变。当细胞癌变时，端粒酶的活性被重新激活以维持端粒的长度和结构,使癌细胞具有了无限增殖的能力。 关键词端粒;端粒酶;衰老;癌变 自从在人的细胞中发现端粒酶之后，“端粒-端粒酶学说”就不断得到证实和发展。尤其是在2009 年，美国科学家伊丽莎白·布莱克本、卡萝尔·格雷德和杰克?绍斯塔克三人因揭示端粒和端粒酶保护染色体这一机制而荣获诺贝尔生理学或医学奖后，端粒及端粒酶与衰老、癌症的潜在关系更是引起了科学家及公众的极大关注，对端粒系统的研究也成为生命科学研究的热点之一。研究表明，端粒具有防止染色体末端降解、融合从而起到保护染色体的完整性，避免遗传信息在复制过程中丢失，维持细胞稳定性的作用。综合早先实验发现衰老细胞的端粒缩短，而且在85%肿瘤细胞中检测到端粒酶活性的事实，可以肯定端粒、端粒酶与细胞衰老、癌变是有关联的[8]。1 端粒与端粒酶 1.1 端粒的结构与功能 端粒是真核细胞染色体3'末端的非编码DNA序列，由富含鸟嘌呤G的DNA重复序列以其相关蛋白组成，是DNA-蛋白复合物。端粒既有高度的保守性又有种属的特异性，人的端粒是以 5'-TTAGGG-3'为重复单位的且富含鸟苷酸的序列，以3'端为结构末端，但3'端不悬挂在端粒末端，而是折回到端粒内部双链重复序列的某一区域，将该端区域中的一段自身链置换出来,取而代之与其互补链配对,形成T 环，最末端的单链区反转入端粒的双链区再形成D环[1]。端粒存在两种相关蛋白：端粒结合蛋白和端粒相关蛋白。其中，端粒结合蛋白是一类特异结合在端粒DNA 上的蛋白质；端粒相关蛋白是一类与TBP结合的蛋白质。这两种蛋白