端粒和端粒酶概述共33页文档
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一、端粒和端粒酶二、端粒端粒是真核生物染色体末端由许多简单重复序列和相关蛋白组成的复合结构,具有维持染色体结构完整性和解决其末端复制难题的作用。
端粒酶是一种逆转录酶,由RNA和蛋白质组成,是以自身RNA为模板,合成端粒重复序列,加到新合成DNA链末端。
在人体内端粒酶出现在大多数的胚胎组织、生殖细胞、炎性细胞、更新组织的增生细胞以及肿瘤细胞中。
正因如此,细胞每有丝分裂一次,就有一段端粒序列丢失,当端粒长度缩短到一定程度,会使细胞停止分裂,导致衰老与死亡。
但是许多问题用端粒学说还不能解释。
体细胞端粒长度与有丝分裂能力呈正比,这一点实验已经证实了,而不同的体细胞其有丝分裂能力是不尽相同的,胃肠黏膜细胞的分裂增殖速度就比较快,神经细胞分裂的速度就比较慢。
曾有人就不同年龄供体角膜内皮细胞的端粒长度进行研究发现角膜内皮细胞内端粒长度长期维持在一个较高的水平,而端粒酶却不表达。
另外,Kippling发现,鼠的端粒比人类长近5-10倍,寿命却比人类短的多。
这些都提示体细胞端粒长度与个体的寿命及不同组织器官的预期寿命并非一致。
生殖细胞的端粒酶活性长期维持较高的水平却不会象肿瘤那样无限制分裂繁殖;端粒长度由端粒酶控制,那何种因素控制端粒酶呢?生殖细胞内端粒酶活性较高,为什么体细胞中没有较高的端粒酶活性。
看来端粒的长度缩短是衰老的原因还是结果尚需进一步研究。
2009年,诺贝尔瑞典卡罗林斯卡医学院将诺贝尔奖生理学或医学奖授予美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白·布莱克本(ElizabethBlackburn)、美国巴尔的摩约翰·霍普金斯医学院的卡罗尔-格雷德(CarolGreider)、美国哈佛医学院的杰克·绍斯塔克(JackSzostak)以及霍华德休斯医学研究所,以表彰他们发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理。
端粒酶英文名称:telomerase一种反转录酶,由蛋白质和RNA两部分组成核糖蛋白复合体,其中RNA是一段模板序列,指导合成端粒DNA的重复序列片段。
瑞粒酶端粒(telomere) 和端粒酶(telom erase) 是近年来生命科学研究的热点之一,正常细胞在分裂过程中,因其染色体末端(端粒)DNA 不能完全复制而缩短,细胞经多次分裂后,端粒缩短达到危机点(crisis),促发某一信号,使细胞逐渐失去增殖能力而衰老死亡。
端粒酶可延长染色体末端DNA,端粒酶的活化使细胞获得无限增殖能力。
基于此,有少数细胞(如永生细胞系) 及绝大多数恶性肿瘤细胞(85%) 可逃逸这一危机点。
因为在这些细胞中含有活化的端粒酶系统,从而使细胞获得无限增殖能力,使之永生化和恶变,因此,对端粒和端粒酶系统的研究,有助于阐明细胞衰老和恶变机制,对肿瘤的诊断、治疗以及抗衰老都具有重要的理论和实际意义。
一般认为,癌症是由多种突变的积累,破坏了细胞正常的生长调控而引起的,除了一些明确的病因外,有许多实验结果支持这样一种假说,即端粒酶的激活对许多恶性肿瘤细胞的形成是必需的,且肿瘤细胞与端粒酶活动增加之间存在相互激发的关系[1]。
这种显著的相关性提示: 在肿瘤细胞恶性状态的进展和维持中,端粒酶可能起到关键性的作用。
本文就端粒与端粒酶研究的最新进展作一综述,具体讨论了端粒的结构与功能,端粒酶在端粒合成与稳定中的作用,介绍了端粒酶活性的测定方法,细胞永生与端粒酶激活的关系,提出了通过抑制端粒酶活性来治疗癌症的可能性。
1 端粒(telomere)1.1 端粒(telomere) 的概念端粒是指真核细胞线性染色体末端的蛋白质-DNA特殊结构,即染色体末端DNA 序列的多个重复,其作用是保护和稳定染色体的末端,它由2~20kb 串联的短片段重复序列(TTAGGG) n 及一些结合蛋白组成。
四膜虫(单细胞生物) 端粒的结构是6 个核苷酸5′- TTGGGG - 3′序列的多次重复。
人类为5′-TTAGGG- 3′序列的多次重复。
随着细胞不断分裂,染色体复制次数增加,端粒DNA 序列进行性缩短。
端粒和端粒酶09级食品科学与工程郭晓敏学号:170112009012一、端粒(一)端粒的发现1938年两位卓越的遗传学家Mc.Clintock和Muller分别以玉米、果蝇为材料发现经过各种途径损伤后所断裂的染色体很不稳定,容易降解,断口具有“粘性”,彼此之间很容易相互粘连而造成染色体易位、倒位、缺失、双着丝点等类型的染色体畸变。
而染色体的天然末段似乎从不与其它断口连接,也不彼此连接,这是因为染色体天然末端有类似“帽子”的结构,虽不含功能基因,但具有维持染色体稳定性的功能。
据此,Muller提出了“端粒”(telomere)这个术语。
(二)端粒的结构端粒( 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,它像“帽子”一样扣在染色体的两端。
1.端粒DM的结构端粒DNA由两条长短不同的DNA链构成,一条富含G,另一条富含C。
富含G的那条链5’一3’指向染色体末端,此链比富含c的链在其3’末端尾处可多出12~16个核苷酸的长度,即3’悬挂链,一定条件下能形成一个大的具有规律性很高的鸟嘌呤四联体结构,此结构是通过单链之间或单链内对应的G残基之间形成H00gsteen碱基配对,从而使4段富含G的链旋聚成一段的四链体DNA。
也有人认为,端粒G链序列可以形成稳定的发卡结构,它和四联体结构都被认为与端粒DNA的保护功能有关.2. 端粒结合蛋白的结构端粒结合蛋白包括端粒酶、保卫蛋白复合体( sheherin) 和非保卫蛋白。
保卫蛋白复合体由端粒重复序列结合因子l(TRFl),端粒重复序列结合因子(TRF2)。
端粒保卫蛋白1( P0rrl),TRFl相互作用核蛋白(TIN2),TIN2相互作用蛋白l(TINTl )及阻抑和活化蛋白1趣印1)组成,各分布在染色体端粒上,能保持端粒结构的相对稳定。
非保卫蛋白有DNA修复蛋白RADSO,NBSl ,胍E11,Ku86和DNAPKcs等,各分布不局限在端粒上。