端粒及端粒酶的主要结构特点及作用

关于端粒及端粒酶的调查报告一：引言2009年10月5日，诺贝尔生理学或医学奖颁发给了美国科学家伊丽莎白·布莱克本、卡罗尔·格雷德和杰克·绍斯塔克，以表彰他们在研究端粒和端粒酶保护染色体的机理方面的贡献。

这篇调查报告将会通过资料查询和逻辑推断等方式论述关于端粒，端粒酶以及它们与肿瘤细胞的相关内容。

二：端粒和端粒酶2.1.1端粒端粒（Telomere）是染色体末端的重复DNA序列，在人细胞中长度约为几千到一两万碱基对，它防止细胞将天然染色体末端识别为染色体断裂，起着保护和稳定染色体的作用。

[1]随着细胞的分裂增殖，端粒会逐渐缩短。

当端粒的长度缩短到一定程度时，细胞的分裂便会停止。

因此，端粒具有调节细胞增殖的作用，是细胞分裂的“时钟”。

端粒的碱基序列具有极高的保守性，但不同物种的端粒仍有差异，例如：四膜虫重复序列为GGGGTT，草履虫为TTGGGG，人类和哺乳动物为TTAGGG.[2]2.1.2端粒的结构端粒通常由富含G的DNA重复序列,以及端粒结合蛋白和端粒相关蛋白组成。

端粒结合蛋白直接保护端粒DNA,端粒相关蛋白通过与端粒结合蛋白的相互作用间接影响端粒的功能。

端粒既可保护染色体不受核酸酶的破坏,又避免了因DNA黏性末端的裸露而发生的染色体融合。

[4][5]2.2.1端粒酶端粒酶（Telomerase），在细胞中负责端粒的延长的一种酶。

在端粒发现之后，人们便开始猜测存在这样一种酶，可以起到延长端粒的作用——因为随着细胞的分裂增殖和染色体的复制，端粒应当越来越短，但是某些细胞（如肿瘤细胞）的端粒长度却能够保持相对不变。

在1997年,Tom Cech实验室的Lingner在Euplotes aediculatus以及酿酒酵母中发现了真正的端粒酶催化亚基。

[3]2.2.2端粒酶的作用机理端粒酶主要依靠两种成分来实现其功能，一种名为端粒酶逆转录酶（TERT）的蛋白酶，另一种是作为模板的一小段RNA序列。

高等植物端粒和端粒酶摘要：端粒是构成真核生物染色体末端重要的DNA-蛋白质复合结构。

端粒对染色体、生物基因组、细胞的稳定性，都具有重要的意义。

本文讲述了高等植物端粒、端粒酶及其在植物生长发育中的调解作用。

关键词：端粒；端粒酶1.端粒、端粒酶的结构与功能1.1端粒的功能端粒DNA主要功能有：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。

我们知道真核DNA 是线性DNA，复制时由于模板DNA起始端为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，即出现真核细胞分裂中的“末端复制问题”。

当端粒缩短到一定程度时即引起细胞衰老，故端粒又称“细胞分裂计时器”。

端粒、着丝粒和复制原点是染色体保持完整和稳定的三大要素。

同时，端粒又是基因调控的特殊位点，常可抑制位于端粒附近基因的转录活性（称为端粒的位置效应，TPE）。

在大多真核生物中，端粒的延长是由端粒酶催化的，另外，重组机制也介导端粒的延长。

1.2端粒酶的功能端粒酶具有对端粒的延伸作用，在没有端粒酶的细胞中，端粒会逐渐缩短直至损害基因；有端粒酶存在的细胞，则该酶会不断补充新的端粒，使之处于一种不断伸缩的动态平衡中。

正是端粒酶的存在维持了大多数组织的端粒长度，从而抵消了因细胞分裂而导致的端粒DNA 的消耗。

端粒酶的另一个功能是修复断裂的染色体末端。

当断裂的染色体末端有富G、T DNA 存在时，即使没有完整的端粒重复序列存在，它也能被端粒酶作为引物DNA并为之延伸端粒序列。

因修复断端免遭外切酶对染色体DNA的更多切割，端粒酶在某种意义上讲也维护了基因组的稳定性。

此外，在端粒合成中端粒酶还具有去除错配碱基的纠错作用，不仅可以除去错配碱基，还可除去延伸超过模板范围的碱基。

2.植物的端粒和端粒酶端粒DNA序列虽在真核生物中具有相似性，但长度却具有种属间的特异性，从原生动物<c50kb到啮齿动物>>100kb不等，植物的端粒序列长度在2kb-75kb之间。

《癌生物学》第十章（2）端粒和端粒酶前言：上一期我们已经介绍了肿瘤细胞无限增殖面临的两个障碍。

今天我们主要是学习“端粒”和“端粒酶”的相关内容。

相信通过本期的学习，我们对端粒和端粒酶的理解会更上一层楼~端粒的结构在哺乳动物细胞（以及许多其他后生动物细胞）中，端粒由重复的六核苷酸序列组成，其中一条链(富含G)上为5'-TTAGGG-3', 互补链上(富含C)为5'-CCCTAA-3'。

在正常人体细胞中，端粒DNA由数千个重复的六核苷酸序列组成，在染色体末端形成5-10kb 长的序列重复片段。

端粒DNA通常为5-10kb长。

在功能性端粒DNA(中间)与非端粒染色体DNA(最左侧）之间还存在着亚端粒DNA区域。

亚端粒DNA 区域里含有TTAGGG类似片段，但并没有染色体末端保护功能。

然而，由于亚端粒DNA含有端粒类似序列，它通常也是端粒限制性片段(TRF)的组成部分。

但是只有单纯的端粒重复片段能够保护染色体DNA末端：当单纯串联重复片段的重复次数减少到12次以下时就会丧失末端保护功能。

因此，即使仍然有数kb长度的TRF存在，但端粒已经丧失了阻止染色体DNA末端融合的能力。

图1：端粒DNA的结构特殊的是，富G链多出一百至数百个核苷酸，导致该链3'单链端外悬。

这种凸出的链会形成一种最不寻常的分子构型——t环。

当时通过电子显微镜分析端粒DNA时发现了一种环形结构，实质上是套索结构。

这种构型的形成依赖于三链DNA复合体的形成。

有可能所有端粒DNA的末端均含有 t 环，但是由于在电子显微镜下保存和观察此结构的技术上的限制，只有一部分端粒在电子显微镜下可以观察到t 环。

t 环有助于保护线性DNA分子未端，因为单链末端的外悬区被巧妙地塞进双链区域，以保护其免受损伤。

下图为t 环的示意图，显示了3'端凸出的富G链(粉色)与富C链(蓝色)的小段区域退火形成詈换(D环)(粉色链)。

浅谈端粒、端粒酶及其应用领域2009年，美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白·布莱克本、美国巴尔的摩约翰·霍普金斯医学院的卡罗尔·格雷德、美国哈佛医学院的杰克·绍斯塔克因发现端粒和端粒酶保护染色体的机理而获此殊荣。

他们的这一发现解答了生物学上的一个重大问题，即染色体在细胞分裂时是如何以完整的形式自我复制的，以及它们是如何受到保护而免于降解的。

3位科学家揭示了其答案就在染色体的末端——端粒，以及形成端粒的酶——端粒酶。

简单的说，端粒是染色体末端的一种特殊结构，它是由许多简单短重复序列和端粒结合蛋白组成。

端粒是染色体末端的一段DNA片段。

端粒酶是基本的核蛋白逆转录酶，可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端。

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。

端粒是染色体末端的结构。

染色体DNA 末端膨大成粒状，像帽子那样盖在每条染色单体的两端。

因此，每对染色体有 2 个染色单体 4 个端粒，人类有23 对染色体，46 条染色单体，各种生物所具有的遗传信息均蕴藏在这些染色体的DNA 中。

通常情况下染色体不会发生互相融合、信息丢失，或在某些情况下被降解。

究其原因，以往并不太清楚。

加利福尼亚大学伯克利分校的布莱克本在研究染色体时发现其末端有大量的DNA 重复序列，即CCCCAA，该序列重复可达数十至过百次，并折成二级结构。

1980 年布莱克本将其公布，这引起了哈佛医学院的绍斯塔克的重视。

1982 年他们将进一步的研究结果公布，该结果证实端粒DNA 的重复序列对维护染色体的稳定性和DNA 复制的完整性并且不被降解，具有重要的作用。

端粒和端粒酶保护染色体的机理1. 概述染色体是细胞中的重要结构，其中包含了细胞的遗传信息。

端粒是染色体末端的重要结构，在维持染色体稳定性和避免染色体融合方面起着重要作用。

端粒酶是一种保护端粒的酶类，其功能是在染色体复制时延长端粒，从而减缓染色体末端的缩短。

在本文中，将探讨端粒和端粒酶的作用机理，以及其对保护染色体的重要性。

2. 端粒的结构和功能端粒是染色体末端的高度特异性序列，它主要由一种重复序列构成，人类的端粒序列重复单位是TTAGGG。

端粒的主要功能是保护染色体末端，防止染色体末端的缩短和融合。

在正常细胞分裂中，染色体末端会随着每次细胞分裂而逐渐缩短，导致染色体稳定性的丧失。

端粒的存在可以延缓染色体末端的缩短，维持染色体的完整性。

3. 端粒酶的结构和功能端粒酶是一种特殊的酶类，在维持端粒长度方面有着重要作用。

端粒酶是由蛋白质和RNA组成的复合物，它能够在染色体复制过程中延长端粒序列，从而保持端粒的长度稳定。

端粒酶通过在DNA末端合成新的端粒序列，来对抗染色体末端的缩短，从而保护染色体的完整性。

4. 端粒和端粒酶在维持染色体稳定性中的作用端粒和端粒酶在维持染色体稳定性中起着重要作用。

在染色体末端缩短的过程中，端粒的存在能够延缓染色体末端的缩短速度，保护染色体不受损伤。

而端粒酶则通过在染色体复制时延长端粒序列，进一步保护染色体末端，延缓染色体末端的缩短速度。

端粒和端粒酶在维持染色体的完整性和稳定性方面具有不可替代的作用。

5. 端粒和端粒酶在衰老和疾病中的作用端粒和端粒酶的功能异常与许多疾病和衰老过程相关。

端粒缩短与衰老的加速和疾病的发生有关；而端粒酶的活性异常也与许多疾病的发生有关，比如癌症和染色体不稳定性疾病。

端粒和端粒酶的功能异常可能会导致染色体不稳定性，从而引发多种疾病的发生和加速衰老。

6. 结语端粒和端粒酶在保护染色体稳定性方面起着重要作用，它们是维持染色体完整性的重要保护机制。

了解端粒和端粒酶的作用机理，对于揭示染色体稳定性的调控机制，以及预防和治疗与染色体稳定性相关的疾病有着重要意义。

端粒及端粒酶的主要结构特点及作用----4c4dd27e-6eb9-11ec-95f4-7cb59b590d7d端粒是真核生物线性染色体末端重要的dna-蛋白质复合结构，由ttagg重复序列和大量的端粒结合蛋白组成。

主要是由六个端粒结合蛋白trf1、trf2、pot1tin2、tpp1和rap1组成的复合体起着保护端粒的作用，被称为是遮蔽蛋白。

其中端粒重复序列结合因子trf1和trf2是两个主要的端粒结合蛋白，它们通过相互作用来维持端粒的正常结构和功能。

端粒功能：1。

保护染色体末端：真核生物的端粒DNA蛋白质复合物，如hats，保护染色体末端不受核酶的化学修饰或降解，还可能阻止端粒酶进一步延长端粒。

2.改变端粒酶的模板序列会导致端粒的改变，导致细胞衰老和死亡。

2、防止染色体复制时末端丢失：细胞分裂、染色体进行半保留复制时，存在染色体末端丢失的问题。

随着细胞的不断分裂，dna丢失过多，将导致染色体断端彼此发生融合，形成双中心染色体、环状染色体或其他不稳定形式。

端粒的存在可以起到缓冲保护的作用，从而防止染色体在复制过程中发生丢失或形成不稳定结构。

3.决定细胞寿命：染色体复制的上述特征决定了细胞分裂的数量有限，端粒的长度决定了细胞的寿命，因此被称为“生命钟”。

4.固定染色体位置：染色体末端位于细胞核边缘。

人类端粒DNA与核基质中的蛋白质相互作用，并以“ttagg”结构附着在核基质上。

端粒酶的结构及功能：端粒酶是一种核糖核蛋白复合物，由端粒逆转录酶(htert)、端粒酶rna组分(htr)以及端粒酶相关蛋白组成。

端粒酶利用其自身htr所携带的rna为模板，在htert的逆转录催化下，将端粒重复序列合成到染色体末端，延长或稳定了随着细胞分裂而进行性缩短的端粒，在细胞永生化及恶性肿瘤的发生和发展中起到了重要的作用。

总之，端粒酶是一种特殊的逆转录酶，是一种核糖蛋白酶，可以延长端粒末端并维持端粒长度。

它由RNA和蛋白质亚基组成。

端粒＼端粒酶研究及应用进展端粒、端粒酶在维持生命遗传信息稳定、调控细胞生命周期中具有重要作用，端粒酶通过维持端粒的长度，使细胞永生化，为抗衰老提供了光明前景，同时也为肿瘤治疗提供了新的希望。

研究端粒、端粒酶在肿瘤监测中的作用及研发端粒酶抑制剂作为治疗肿瘤的创新药物已成为近年医学研究的热点。

本研究通过查阅相关文献，对端粒、端粒酶研究及应用进展做一综述。

标签：端粒；端粒酶；肿瘤；衰老端粒及端粒酶的研究已成为近年医学领域研究的热点。

这不仅因为它们具有维持生物遗传信息稳定、调控细胞生命周期的重要功能，还由于端粒及端粒酶的行为异常与多种人类肿瘤及遗传性疾病密切相关。

在这些疾病中端粒可表现出缺失、融合及序列缩短等异常，而这些异常又可能受端粒酶的调控。

1端粒、端粒酶的发现上世纪初，著名遗传学家McClintock B[1]与Muller HJ[2]发现：染色体的稳定性和完整性是由染色体的末端来维持的。

基于此发现，Muller HJ将其命名为“telomere”，此定义来源于希腊词根“末端”（telos）及“部分”（meros）的组合。

20世纪60年代，Hayflick研究发现：经过体外培养的正常人成纤细胞的复制过程并非细胞的死亡过程，而只是细胞群中的大部分细胞在经历了数次分裂增殖后停滞在了某个特定状态，仅仅是基因表达方式发生了某些改变，细胞群大部分细胞仍保持其代谢活性，由此，Hayflick在世界上首次提出了细胞衰老的表征：即细胞在一定条件下的“有限复制力”。

同时Hayflick还提出了一个大胆的猜测，即细胞内存在某种控制细胞分裂次数的控制器，类似于我们使用的“时钟”。

为验证自己的猜想，Hayflick做了大量的细胞核移植实验验证了自己的猜想，并发现这种“钟”位于细胞核染色体的末端，于是将其命名为端粒[3]。

20世纪80年代，CW Greider和EH Blackburn 2位科学家在四膜虫的提取物中加入1段单链的末端寡聚核苷酸后，发现端粒的长度增加了，这表明的确存在一种可使端粒延长的酶，根据其特点命名为“端粒酶”（telomerase）[4]。

端粒与端粒酶及作用机理的应用周梓耘（生物技术 10102117）内容摘要：端粒是线状染色体末端的DNA重复序列，是真核染色体两臂末端有特定的DNA重复序列构成的结构，使正常染色体端部间不发生融合，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。

端粒酶是负责端粒延长的一种酶，可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端。

对端粒和端粒酶的研究还加深了人们对衰老和癌症等重大生物医学问题的理解，也为人们寻找和设计药物或手段来延缓衰老和治疗疾病提供了契机。

激活其活性，增加细胞分裂次数，从而延缓衰老；抑制其活性，减少至抑制细胞分裂，从而治疗癌症。

关键词：端粒；端粒酶；衰老；癌症一、端粒1、什么是端粒：端粒是真核细胞染色体末端由特定的DNA重复序列构成的特殊结构，位于线性染色体末端。

端粒DNA包括非特异性DNA和由高度重复序列组成的特异DNA序列。

通常是由富含鸟嘌呤核苷酸的短的串联重复序列组成，伸展到染色体的3'端。

由于复制机制的不完整性，正常细胞线性DNA复制时5'末端消失，故细胞每分裂一次约丢失一个冈崎片断长度的DNA，即25-100对碱基，因此端粒会以一定的速度丢失。

随着体细胞不断增殖，端粒逐渐缩短，当端粒缩至一定程度时，细胞停止分裂，处于静止状态。

因此，严重缩短的端粒是细胞老化的信号。

故有人称端粒为正常细胞的“分裂钟”，端粒长短和稳定性决定了细胞寿命，并与细胞衰老和癌变密切相关。

2、端粒的发现：二十世纪三十年代，Barbava McClintock和Hermann J.Muller发现，染色体的末端有一种能稳定染色体结构和功能的特殊成分。

如果缺少了这种成分，染色体之间就会互相粘连、出现结构的变化或其它错误的行为，以致影响到染色体的生存和正确复制，并进一步威胁到细胞的存亡。

于是从希腊文的"末端"（telos）和"部分"（meros）二词为这种特殊的成分创造了一个全新的术语"端粒"（telomere）。

端粒和端粒酶的结构与功能及其应用
朱雅新;麻浩
【期刊名称】《湖南农业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2005(031)001
【摘要】端粒是构成真核生物线状染色体末端重要的DNA-蛋白质复合结构,DNA 由简单的串联重复序列组成.它的合成由一个特殊的具有反转录活性的核糖核蛋白端粒酶完成.端粒对染色体、整个生物基因组,甚至对细胞的稳定都具有重要意义.端粒酶是由RNA模板和蛋白亚基组成的核蛋白颗粒.它解决染色体的末端可题,归属于逆转录酶家族又和逆转录酶有一定的差别.端粒酶的过度表达和细胞的永生化和癌变直接相关.端粒酶的结构和功能决定了它在肿瘤与癌症治疗等方面具有广泛的应用前景.
【总页数】8页(P98-105)
【作者】朱雅新;麻浩
【作者单位】南京农业大学,大豆研究所,江苏,南京,210095;新疆农业大学,农学院,新疆,乌鲁木齐,830052;南京农业大学,大豆研究所,江苏,南京,210095
【正文语种】中文
【中图分类】Q52
【相关文献】
1.端粒、端粒酶结构功能研究进展 [J], 梁铮铮;胡剑
2.端粒和端粒酶的结构及生物学功能研究进展 [J], 黎潇阳;罗丹涛;金雪薇
3.端粒,端粒酶的结构功能与肿瘤研究新进展 [J], 李正生
4.端粒和端粒酶的结构和功能及其与肝癌的关系 [J], 陆东东
5.端粒、端粒酶结构与功能 [J], 王丽琴;刘腾;贾海鹰
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