端粒和端粒酶概述共33页文档
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端粒和端粒酶一、端粒的定义和功能端粒是染色体末端的DNA序列,它们在细胞分裂过程中起到保护染色体稳定性的重要作用。
端粒由重复的DNA序列重复单元组成,其中最典型的是人类端粒的DNA序列为(TTAGGG)n(n为重复次数)。
端粒的主要功能在于防止染色体末端的损失和减缩,并保护染色体免受DNA损伤和酶解攻击。
二、端粒酶的作用2.1 端粒酶的结构端粒酶是一种酶类,负责在细胞分裂过程中补充端粒的缺失。
它是由两个基本亚单位组成的复合酶,其中一个亚单位称为TERT(telomerase reverse transcriptase),负责提供酶的催化活性,另一个亚单位称为TERC(telomerase RNA component),是一种RNA分子,提供了端粒序列的模板。
2.2 端粒酶的功能端粒酶的功能主要是通过在DNA末端添加端粒序列来延长端粒。
在染色体复制过程中,DNA的末端由于DNA聚合酶的工作机制无法完全复制,因此每次细胞分裂时,染色体的末端会逐渐缩短。
而端粒酶通过添加端粒序列,可以提供一个模板,使得DNA末端得到延长,从而保护染色体的稳定性。
三、端粒和生物老化的关系3.1 生物老化的原因生物老化是指生物体随着年龄的增长而出现的功能下降和衰老的过程。
而端粒的缩短是导致生物老化的重要原因之一。
随着细胞分裂的进行,端粒的长度会逐渐减少,当端粒长度减到一定程度时,染色体末端的保护功能将会丧失,导致染色体的不稳定性和衰老。
3.2 端粒和细胞衰老的关系细胞的衰老也与端粒的缩短密切相关。
当细胞的端粒长度减小到一定程度时,细胞进入衰老状态,无法继续分裂和增殖。
这种细胞衰老被称为克隆老化。
克隆老化意味着细胞失去了再生能力,这在许多年龄相关疾病的发生过程中起到了重要的作用。
四、端粒酶与癌症的关系4.1 端粒酶在癌症中的表达在正常细胞中,端粒酶的表达很低,因此端粒长度会逐渐减少,导致细胞衰老。
而在癌细胞中,端粒酶表达水平显著增高。
端粒(Telomere)与端粒酶(Telomerase)一、定义端粒:真核细胞内线性染色体末端的一种特殊结构,由DNA简单重复序列以及同这些序列专一性结合的蛋白质构成。
端粒酶: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。
二、二者的发现之旅2009年度诺贝尔生理学或医学奖获得者:美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白·布兰克本(Elizabeth H. Blackburn)、巴尔的摩约翰·霍普金斯医学院的卡罗尔·格雷德(Carol W. Greider)和霍华德休斯医学研究所的杰克·绍斯塔克(Jack W. Szostak),在1978年至今的研究中,在大量实验的基础上,发现了端粒与端粒酶对染色体的作用。
布莱克本和绍斯塔克将四膜虫的端粒重复碱基偶联到微型染色体上,将其导入酵母,发现由于这段碱基的导入,使得微型染色体免受降解。
从而证实了端粒对染色体的保护作用。
通过深入的研究,他们发现,随着体细胞的不断增殖,端粒会逐渐缩短,当缩短到一定程度时,细胞停止分裂。
端粒与很多老年性疾病都有关系,因为细胞需要通过端粒来保持其分裂新生的能力。
如果没有足够的端粒酶,端粒就会慢慢地变短,细胞就不能分裂重生,这是很多老年疾病的共同特点。
后续的研究中,他们将端粒与端粒酶与人类的衰老,肿瘤及DNA损伤应答相联系,阐述了具有实验依据的实验结论。
它引出了一种细胞的衰老机制,但并不是所有的衰老都是由它引起,细胞衰老是一个复杂的过程。
三、端粒与端粒酶的作用端粒是位于染色体两臂端的特殊蛋白质。
由于它像两个帽子一样保护着染色体的两端,使得染色体保持了结构和功能的完整,并在不断的复制中保持着一致的形态。
科学家们深入的研究无非是在阐述一个结论,那就是,小小的端粒决定了人类的生老病死。
人处于成长期和青春期时,细胞快速分裂并分化,端粒也不断复制,最终发育成一个性成熟个体。
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。
端粒及端粒酶:它们的作用机制和它们的功能转变效应摘要:端粒及端粒酶的分子特性在大多数真核生物中是保守的。
那么,端粒和端粒酶是怎样作用的,它们怎样相互作用来提高软色体稳定性,我们将在此讨论。
关键字:端粒、端粒酶1,简介端粒,真核生物软色体末端的DNA—蛋白质复合物,保护着基因组免受不稳定因子的侵扰。
这些因子包括软色体终端区域的降解,端粒的溶解,要么随着其它端粒,或者一段断裂的DNA末端,或者不恰当的重组。
这些过程都是潜在的灾难;例如,端粒溶解能导致爽双着丝粒染色体形成,这是不稳定遗传的,并且导致分裂细胞子代遗传容量的不稳定或者遗传信息的丢失。
端粒DNA由串联重复序列,简单的,经常富含—G—,该序列特异性的被活化的端粒酶识别。
这些串联重复形成了一个包含许多端粒蛋白结合位点分子“脚手架”,这就使高度次序结合的复合物依次成核,尽管还难以定义,这些保护性的端粒蛋白包括端粒DNA序列特异性结合蛋白。
端粒处生成的DNA—蛋白复合物是有活力的;在分裂间期,端粒结合蛋白间歇性的,以大约数分钟一个的速率相互交换,取决于哪一个蛋白组件被检查。
2,端粒酶:聚合酶和保护器端粒DNA的完全复制需要端粒酶,一种专门的胞内核糖核蛋白RNP反转录酶(RT)。
它的核心酶包含TERT蛋白,这种蛋白不但含有一个RT同源域,还有其它必要的保守域和一段RNA组件TER。
通过复制一小段内部RNA模板序列,端粒酶从5’—3’向软色体末端合成端粒DNA链,从而得到延长。
被调节的软色体DNA终端延长弥补着由于核酸酶作用和不完全的终端DNA复制造成的缩短。
一套多组分的“端粒内稳态”系统,一方面阻止着端粒的过分延长。
联合的端粒蛋白间的相互作用对这种稳态作用非常重要,这也在顺式端粒中起作用。
相反的,这种端粒稳态系统起着在端粒缩短时端粒的延长作用,从而在含有端粒酶的细胞中保持端粒重复序列处在在一个合适的范围内。
端粒酶还作为一种胞内RT来合成端粒中短的,重复的DNA序列。