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端粒和端粒酶的发现及其生物学意义随着人类寿命的延长，老龄化社会已成为全球面临的一个共同挑战。
在这个过程中，我们需要更深入地了解细胞老化的机制，以寻找延缓衰老、增强健康寿命的方法。
在这方面，端粒和端粒酶的发现对于我们理解细胞老化和癌症等疾病的发生具有重要的意义。
端粒是存在于染色体末端的一段DNA序列，它们的主要功能是保护染色体免受损伤和降解。
每次细胞分裂时，由于DNA聚合酶的特性，染色体的末端会出现缺失，这就是所谓的“端粒缩短”。
当端粒缩短到一定程度时，细胞就会停止分裂，进入“细胞衰老”状态，最终死亡。
因此，端粒缩短是细胞衰老的一个重要机制。
然而，端粒缩短并非是不可逆的。
在某些细胞中，存在一种叫做“端粒酶”的酶，它能够在细胞分裂时重新构建端粒，从而延缓细胞的衰老。
这种酶最初是在真核生物中被发现的，它由一个RNA分子和一些蛋白质组成。
这个RNA分子是非编码RNA，也就是不编码蛋白质的RNA，它可以作为模板来合成端粒DNA序列。
由于端粒酶的存在，一些细胞可以不断地分裂，甚至可以无限期地生长和繁殖，这些细胞被称为“不死细胞”。
端粒酶的发现对于我们理解细胞衰老和癌症等疾病的发生具有重要的意义。
在正常情况下，细胞衰老是一个自然的过程，它可以帮助我们预防癌症等疾病的发生。
但是，在某些情况下，细胞衰老会被逆转，这就会导致癌症的发生。
癌细胞可以利用端粒酶来不断地分裂和扩散，从而形成肿瘤。
因此，端粒酶已成为癌症治疗的一个重要靶点。
此外，端粒酶还与一些其他疾病的发生有关。
例如，在某些疾病中，端粒酶的活性会降低，导致端粒缩短，从而加速细胞衰老和疾病的发生。
因此，端粒酶已成为一些疾病的治疗靶点，研究人员正在探索如何通过调节端粒酶的活性来治疗这些疾病。
总之，端粒和端粒酶的发现为我们理解细胞老化和癌症等疾病的发生提供了重要的线索。
通过研究端粒和端粒酶的机制，我们可以寻找延缓衰老、增强健康寿命的方法，也可以为癌症等疾病的治疗提供新的思路和方法。
端粒在衰老和癌症中的作用在人类的衰老和许多疾病中，充满着神秘的生命过程和分子机制，而其中一个神秘的小分子，被称为“端粒”，已经被证实在体内的衰老和癌症发展中，发挥着重要作用。
什么是端粒？端粒是一种DNA序列，它存在于染色体的末端。
它主要是由一种叫做“核糖核酸”，或者简称RNA的分子和一系列蛋白质组成的复合体。
在染色体复制过程中，DNA的末端不能被完全复制，这就导致了端粒长度的不断减少。
当端粒长度短到某个阈值时，细胞会进入危险状态或者停止分裂，这就是细胞的衰老。
端粒在衰老中的作用衰老是人类最终无法逃避的自然过程。
随着年龄的增长，人类身体的各种生理机能开始显现出退化的迹象，口腔、眼部、耳朵、肌肉、骨头等部位先后开始出现难以逆转的问题。
这些问题的背后，有许多分子机制的作用，其中包括了端粒的变化。
端粒不断缩短是细胞衰老的重要标志，因此端粒长度被认为是衡量一个人整体健康的指标之一。
随着年龄的增长，人体内端粒的长度逐渐缩短，直到细胞停止分裂。
研究证实，与健康状态相比，极端端粒长度和细胞突变有着紧密的关系。
在科学家的研究中，他们发现使用特定的药物或其他物质可以延长端粒长度，从而延缓人类衰老的速度，这也是很多众多“抗衰老”研究的重点。
端粒在癌症中的作用在未受损的生理情况下，未分化的细胞状态下的端粒长度，研究发现作为一种细胞自我防御的机制，将维持正常的细胞分裂器和增殖的基本要求。
然而，在癌细胞中，端粒的机制发生了一些变化，使得癌细胞的增殖和分裂行为，不受端粒的限制。
当一个癌细胞分裂成两个细胞时，它们的端粒长度通常不会变短，相反它们往往会增长。
这种增长不断维持着恶性肿瘤细胞的生命活力，因此许多科学家开始利用端粒触发的机制，从而开发可以用来治疗癌症的新药，这是一个极具挑战性的领域。
未来展望研究未经约束的端粒，是一项十分广泛的领域，涉及许多学科，如生物学、化学、医学等，以及新技术，在大规模基因测序和细胞研究方面的创新性方法。
端粒和端粒酶的关系人类的细胞在不断地分裂和繁殖过程中，端粒和端粒酶起着至关重要的作用。
它们在维持正常细胞功能和生存周期中发挥着关键的调控作用。
本文将详细探讨端粒和端粒酶的关系，以及它们在细胞老化和癌症发展中的重要性。
我们来了解一下端粒的概念。
端粒是位于染色体末端的一段DNA序列，它们的主要功能是保护染色体免受异常结构和损伤的影响。
端粒的存在可以防止染色体的末端被误解为DNA断裂，从而避免了细胞的DNA修复系统对染色体末端的损害。
此外，端粒还起到了稳定染色体结构和维持基因组稳定性的作用。
然而，由于每次细胞分裂时，端粒都会缩短一小段，导致染色体末端的丢失，这会在细胞老化过程中起到重要的作用。
当端粒缩短到一定程度时，细胞进入衰老状态，停止分裂和繁殖，并最终死亡。
这种现象被称为端粒缩短理论，也是细胞老化的一个重要原因。
然而，端粒酶的存在却可以延缓端粒缩短的速度，并维持细胞的生命周期。
端粒酶是一种特殊的酶，它能够在端粒末端添加额外的DNA序列，从而阻止端粒缩短。
端粒酶通过补充缩短的端粒，使细胞能够继续进行正常的分裂和繁殖，延缓细胞的老化过程。
端粒酶的活性受到多种因素的调控，其中最重要的是端粒酶逆转录酶活性亚基（TERT）的表达。
TERT是端粒酶的关键组成部分，它决定了端粒酶的活性和功能。
研究表明，TERT的表达水平在不同组织和细胞中存在差异，这也解释了为什么一些细胞具有更长的生命周期和更高的分裂能力。
科学家还发现，端粒酶在癌症的发展中也起着重要的作用。
癌细胞通常具有异常高的分裂能力和不受限制的生命周期，这与它们的端粒酶活性存在密切关系。
癌细胞中的端粒酶活性往往比正常细胞更高，这使得癌细胞能够不断地分裂和繁殖，从而形成肿瘤。
因此，端粒酶成为癌症治疗的重要靶点，研究人员正在探索针对端粒酶的抑制剂，以抑制癌细胞的生长和扩散。
总结起来，端粒和端粒酶是细胞功能和生存周期中至关重要的调控因子。
端粒的保护作用可以防止染色体末端的损伤和异常结构，而端粒酶则能够延缓端粒缩短的速度，维持细胞的生命周期。
端粒端粒酶研究进展端粒是染色体末端的一段DNA序列，它起到保护染色体稳定性和完整性的作用。
然而，由于染色体在每次细胞分裂时会缩短一段，当端粒长度过短时，染色体会发生异常，并最终导致细胞老化和死亡。
端粒酶则是一种重要的酶，它能够补充并保持端粒的长度稳定。
近年来，对于端粒和端粒酶的研究取得了许多重要的进展。
首先，科学家们对于端粒和端粒酶的结构和功能进行了深入的研究。
端粒由重复的TTAGGG序列组成，这些序列会通过端粒酶的作用被补充。
端粒酶主要由两个亚基组成：一个叫做端粒酶反转录酶TERT，另外一个则是端粒酶RNA（TERC）。
TERT具有酶的活性，而TERC则是TERT的模板，用于合成新的端粒DNA。
端粒酶通过不断循环地合成新的端粒DNA来补充端粒的长度，从而延长染色体的寿命。
其次，研究表明端粒和端粒酶在癌症中具有重要的作用。
在正常细胞中，端粒的长度会随着细胞的分裂而缩短，从而限制了细胞的生命周期。
然而，在肿瘤细胞中，端粒酶的活性会显著增加，导致细胞端粒的长度不断维持，并且细胞可以无限制地分裂。
这种增强的端粒酶活性对于肿瘤细胞的免疫逃逸、增殖和转移等方面起着重要的作用。
因此，端粒酶已成为癌症治疗的一个重要靶点，研究人员已经开始开发端粒酶抑制剂，以抑制肿瘤的生长和扩散。
此外，最近的研究发现，端粒和端粒酶在衰老过程中也发挥了重要的作用。
随着年龄的增长，端粒长度会逐渐缩短，从而引发细胞衰老和组织功能下降。
研究人员尝试通过增强端粒酶的活性来抑制细胞衰老，以延长寿命和改善老年病的发生率。
实验证据显示，通过增加端粒酶的表达或给予端粒酶活性的药物可以有效地抑制细胞衰老。
这些发现为老年病的治疗和延长寿命提供了新的研究方向。
总之，端粒和端粒酶在细胞衰老、癌症等疾病方面的研究进展迅速。
研究人员们对于端粒和端粒酶的结构和功能有了更深入的了解，并且逐渐揭示了它们在疾病中的重要作用。
未来的研究将继续深入探究端粒和端粒酶的调控机制，并开发出更具针对性的治疗手段，为人类健康的维护做出更大的贡献。
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。
端粒酶的功能端粒酶是一种重要的酶类分子，它在细胞分裂和生长过程中发挥着重要的作用。
端粒酶主要参与细胞染色体末端的保护和稳定，保证染色体的稳定性和完整性。
本文将详细介绍端粒酶的功能。
一、端粒酶的基本结构和特点端粒酶是一种由蛋白质和RNA复合物组成的酶，它主要由两个亚单位组成：催化亚单位和RNA模板亚单位。
其中，催化亚单位是由TERT基因编码的蛋白质，RNA模板亚单位则是由TR基因编码的RNA分子。
催化亚单位含有一个特殊的催化中心，可以将RNA模板亚单位所携带的信息转化为DNA序列，从而合成端粒DNA。
端粒酶的特点在于，它具有反转录酶的功能，可以将RNA模板亚单位所携带的信息转化为DNA序列，从而合成端粒DNA。
此外，端粒酶的催化亚单位还具有高度的特异性，只能在染色体末端的特定区域进行作用，不会对其他区域的DNA产生影响。
二、端粒酶的功能1. 保护染色体末端端粒酶主要参与细胞染色体末端的保护和稳定，保证染色体的稳定性和完整性。
染色体末端的DNA序列叫做端粒，它具有一定的长度和结构特点。
端粒的长度和结构对于细胞的正常生长和分裂非常重要。
如果端粒过短或结构异常，将导致染色体末端的异常融合、断裂或丢失，从而影响细胞的正常生长和分裂。
端粒酶的主要功能就是在染色体末端合成和维持端粒DNA序列，从而保护染色体末端的完整性和稳定性。
端粒酶通过合成端粒DNA序列，可以防止染色体末端的损伤和丢失，保证染色体的正常生长和分裂。
2. 参与细胞分裂和生长端粒酶还参与了细胞的分裂和生长过程。
在细胞分裂过程中，染色体需要复制和分离，每个子细胞都需要获得完整的染色体。
端粒酶的作用可以保证染色体末端的完整性和稳定性，从而保证染色体的正常复制和分离。
此外，端粒酶还可以调节细胞的生长过程。
端粒酶的活性和端粒长度可以影响细胞的生命周期和老化过程。
研究表明，端粒酶的活性和端粒长度与细胞的寿命和老化程度密切相关。
3. 参与维持干细胞的功能端粒酶还参与了干细胞的功能维持。
端粒酶在肿瘤发生和转移中的作用机制肿瘤是一种严重影响人类健康的疾病，其发生和转移机制一直备受研究者的关注。
近年来，关于端粒酶在肿瘤发生和转移中的作用机制的研究也引起了广泛关注。
本文将从端粒酶的功能、调控及其在肿瘤中的角色等方面，对其作用机制进行探讨。
1. 端粒酶的功能及调控端粒酶是一种保守的核酸酶，主要负责细胞端粒的延伸。
端粒是由TTAGGG序列组成的位于染色体末端的DNA序列，其主要作用是保护染色体的稳定性，防止染色体的断裂和融合。
而端粒在正常细胞中随着细胞的分裂而逐渐缩短，当端粒长度缩短到一定程度时，细胞进入老化状态或发生凋亡。
为了保持细胞持续增殖，肿瘤细胞通过激活端粒酶维持端粒长度，从而逃避老化和凋亡信号的调控。
端粒酶主要由两个亚基组成：端粒酶逆转录酶（TERT）和端粒酶RNA (TR)。
TERT通过逆转录的方式引导TR合成端粒DNA序列，从而使端粒长度保持在一定范围内。
除此之外，端粒酶的活性还受到多种蛋白质的调控，比如端粒酶反义RNA （TERRA）和端粒结合蛋白等。
2. 端粒酶在肿瘤发生中的作用机制端粒酶在肿瘤发生中扮演着至关重要的角色。
一方面，肿瘤细胞中端粒酶活性的激活可以维持端粒的长度，从而使细胞可以无限次地增殖。
这一特性被认为是肿瘤细胞不受限制地分裂和扩张的重要保证。
研究表明，大多数肿瘤细胞都表达着高水平的端粒酶，并且其活性与肿瘤的侵袭和复发有关。
另一方面，端粒酶的激活也与肿瘤的起源和发展密切相关。
研究发现，在正常细胞中，端粒酶的活性被抑制，以避免细胞无限增殖导致的异常细胞扩张。
然而，当细胞遭受到外界的致癌因素或内部突变的影响时，端粒酶的活性可能会被激活，导致肿瘤的发生。
例如，在肺癌等肿瘤中，端粒酶的活性常常显著上调，与肿瘤的分级和预后密切相关。
3. 端粒酶在肿瘤转移中的作用机制肿瘤的转移是肿瘤恶化和预后不良的主要原因之一。
端粒酶在肿瘤转移中也发挥着重要的作用。
研究发现，端粒酶的过度活化可以促进肿瘤细胞的转移和侵袭能力。
dna分子的端粒结构【实用版】目录1.DNA 分子的端粒结构概述2.端粒结构的作用3.端粒结构的研究进展4.端粒结构与人类健康的关系正文1.DNA 分子的端粒结构概述DNA 分子是生物体内遗传信息的主要载体，它的结构稳定性对生物体的正常生长和发育至关重要。
在 DNA 分子的两端，存在着一种特殊的结构，被称为端粒（telomeres）。
端粒是由一系列重复序列和一些蛋白质组成的结构，它们位于染色体的末端，起到保护 DNA 分子免受降解和损伤的作用。
2.端粒结构的作用端粒结构在生物体内具有多种重要作用，主要包括以下几点：（1）保护 DNA 免受降解：端粒结构能够形成一种保护屏障，使 DNA 分子免受外界因素的损伤，从而保证遗传信息的稳定性。
（2）维持染色体稳定性：端粒结构能够稳定染色体的末端，防止染色体在复制和分裂过程中发生断裂和重组，从而保证染色体结构的稳定性。
（3）调节基因表达：端粒结构中含有一些特定的基因和序列，它们能够参与基因表达调控，从而影响生物体的生长、发育和细胞功能。
3.端粒结构的研究进展随着科学技术的发展，研究人员对端粒结构的认识不断深入。
近年来，关于端粒结构的研究取得了一系列重要成果，包括以下几点：（1）端粒长度与衰老的关系：研究发现，端粒长度与人类衰老过程密切相关。
随着年龄的增长，端粒逐渐缩短，当端粒缩短到一定程度时，细胞会进入衰老状态。
（2）端粒与疾病的关系：一些疾病，如癌症、心血管疾病等，与端粒结构的异常有关。
研究端粒结构与这些疾病的关系，有助于揭示疾病的发生机制，为治疗提供新的思路。
（3）端粒酶的研究：端粒酶是一种能够延长端粒长度的酶，对研究端粒结构具有重要意义。
近年来，研究人员对端粒酶的结构和功能进行了深入研究，为开发针对端粒疾病的治疗方法奠定了基础。
4.端粒结构与人类健康的关系端粒结构与人类健康密切相关。
研究端粒结构，有助于揭示衰老和疾病的发生机制，为预防和治疗相关疾病提供新的策略。
2009年诺贝尔⽣理学或医学奖授予3位美国科学家，以表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染⾊体的”。
端粒和端粒酶为何物？它们如何保护染⾊体？医学专家对这⼀研究成果进⾏了通俗解释。
⿊龙江省医学会肿瘤专业委员会主任委员、哈尔滨医科⼤学附属肿瘤医院结直肠外科主任王锡⼭教授介绍，在⽣物细胞核中，有⼀种易被碱性染料染⾊的线状物质，⼈们称之为“染⾊体”。
在染⾊体的末端，有个外形像帽⼦的特殊结构，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，并使端粒的长度得到稳定。
“端粒不仅与染⾊体的个性特质和稳定程度密切相关，⽽且还涉及细胞的寿命、衰⽼与死亡等诸多⽅⾯。
”王锡⼭表⽰，在⽣命的初期，端粒酶异常活跃，之后细胞每分裂⼀次，端粒就变短⼀次，如果变得太短，细胞不再分裂，衰⽼就将开始。
假若端粒酶活性很⾼，端粒的长度就能得到保持，细胞的⽼化就被推迟。
同样，这⼀原理也能解释癌细胞⽆限增殖的机理，因为如果端粒长度可以长期维持，癌细胞也就将“⽣⽣不息”，⽆情地吞噬⽣命。
王锡⼭说，⼈类对端粒的兴趣可追溯到上世纪30年代⾄40年代。
在此期间，两位⽣物学家分别在⽟⽶和果蝇的基因组中发现，染⾊体末端与从中间断裂的染⾊体残端不同，末端不会像残端那样频繁地发⽣重排。
继⽽他们将这种染⾊体末端的特殊结构命名为“端粒”，这两⼈因此先后获得了诺贝尔⽣理学或医学奖。
但当时没有先进的⼯具和⼿段，⼈们未能从分⼦⽔平进⼀步探讨端粒的结构和功能。
直⾄此次3位科学家的卓越表现，才使端粒研究成为⼀个科研⾦矿。
“在恶性肿瘤⽇益威胁⼈类健康的今天，围绕端粒和端粒酶这条线索穷追不舍，有望早⽇攻克癌症这⼀医学难题。
”王锡⼭说。
端粒酶控制细胞老化和癌症发展的重要因素细胞老化是生物体经历的一个自然过程，它与生物发育和衰老密切相关。
然而，端粒酶在这个过程中起到了至关重要的作用。
端粒酶是一种酶类蛋白，主要功能是维持染色体的稳定性，防止端粒的缩短。
端粒的缩短与细胞衰老和癌症的发展密切相关。
本文将介绍端粒酶的作用、调控细胞老化和抑制癌症发展的机制。
端粒酶是一种核酸酶，存在于大多数真核细胞中。
它主要由一个RNA分子和一组蛋白质组成。
端粒酶的功能是在每个细胞分裂后，补充和延长端粒的序列，使其保持相对恒定的长度。
端粒是染色体末端的重复序列，它们的主要作用是保护染色体免受异常融合和损伤。
在每次细胞分裂时，DNA 复制不能完全覆盖末端的端粒序列，从而导致端粒长度的缩短。
如果端粒变得过短，细胞将停止分裂并进入老化状态。
这是因为端粒的缩短被认为是细胞老化的重要标志。
细胞老化与功能减退、增生能力下降以及器官衰竭等现象有关。
然而，端粒酶的活性也与癌症的发展有关。
在正常细胞中，端粒酶的活性受到严格控制，以防止细胞不受约束地分裂。
但是，在某些癌细胞中，端粒酶的活性被恢复或过度表达，从而导致端粒长度的延长。
这使得癌细胞能够无限制地分裂和扩散，成为癌症的重要因素之一。
为了更好地理解端粒酶在细胞老化和癌症发展中的作用，科学家进行了大量的研究。
他们发现端粒酶的活性受到多种调节因子的影响，其中包括端粒酶逆转录酶（telomerase reverse transcriptase, TERT）和端粒结合蛋白（telomere bindingproteins）。
这些调节因子通过调控端粒酶的表达和激活，影响端粒长度的维持和调控。
此外，端粒酶还受到其他细胞内外因素的影响。
例如，DNA 损伤和炎症等外界刺激可以促进端粒酶的活化。
与此相反，一些细胞因子和激素可以抑制端粒酶的活性，从而抑制细胞的增殖。
细胞内的信号传导路径也可以调节端粒酶的表达和激活，从而影响细胞生命周期的调控。
端粒酶再生技术
端粒酶再生技术是一种新兴的生物技术，它可以延长人类细胞的寿命，从而延缓衰老和疾病的发生。
端粒酶是一种酶，它能够延长染色体末端的端粒，从而保护染色体免受损伤和衰老的影响。
随着年龄的增长，人体内的端粒会逐渐缩短，导致细胞老化和死亡。
而端粒酶再生技术可以通过增加端粒酶的活性，延长端粒的长度，从而延长细胞的寿命。
端粒酶再生技术的应用非常广泛，它可以用于治疗多种疾病，如癌症、心血管疾病、糖尿病等。
在癌症治疗中，端粒酶再生技术可以延长癌细胞的寿命，从而增加化疗和放疗的效果。
在心血管疾病治疗中，端粒酶再生技术可以促进心脏细胞的再生和修复，从而改善心脏功能。
在糖尿病治疗中，端粒酶再生技术可以促进胰岛细胞的再生和分泌胰岛素，从而控制血糖水平。
端粒酶再生技术的研究还处于初级阶段，目前还存在一些技术难题和安全问题。
例如，端粒酶的过度活化可能会导致细胞的癌变和肿瘤的发生。
因此，研究人员需要进一步探索端粒酶的调控机制，以确保技术的安全性和有效性。
端粒酶再生技术是一种非常有前途的生物技术，它可以为人类健康和长寿带来巨大的贡献。
随着技术的不断发展和完善，相信端粒酶再生技术将会在未来的医学领域中发挥越来越重要的作用。
医学论文-端粒、端粒酶与癌症【摘要】端粒和端粒酶是近年来生命科学研究的热点。
细胞分裂过程中,因其染色体末端(端粒)DNA不能完全复制而缩短,使细胞逐渐失去增殖能力而衰老,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。
在永生细胞系及绝大多数的恶性肿瘤(85% ) 细胞中有活化的端粒酶。
本文综述了端粒与端粒酶的结构与功能,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,并讨论了通过抑制端粒酶活性来治疗癌症的可能性。
【关键词】端粒;端粒酶;癌症端粒(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。
端粒、端粒酶、细胞衰老与癌症端粒、端粒酶与细胞衰老和癌症的关系摘要：端粒存在于真核生物线性染色体末端，端粒酶是癌组织中特异表达的关键酶。
端粒的长短对细胞的持续增殖有极其重要的作用，而端粒酶可以保持端粒DNA序列的稳定、基因组的完整。
关键字：端粒、端粒酶、细胞衰老、细胞癌变细胞的衰老和癌变一直科学家研究的热点，自发现端粒与端粒酶后，并对它们的深入研究，目前普遍认为端粒与端粒酶是与细胞的衰老和癌变有直接的关系，端粒可以维持染色体的完整性和独立性，经长期的研究证明，端粒酶是由RNA和蛋白质组成的逆转录酶，可以以自身RNA为模板不断合成新的端粒DNA序列添加到染色体末端弥补了末端DNA的损失，从而阻止端粒的缩短【1】。
换句话说，端粒变短细胞就很可能老化，相反如果端粒酶的活性很高，端粒长度就能保持稳定，细胞的老化就被有效的延缓。
并且认为端粒酶可能是目前已知的、最为广谱的恶性肿瘤表面分子标记物，抑制其活性可能成为癌症治疗的有效方法，并未癌症的治疗提供新思路。
1.端粒的发现、结构与功能20世纪30年代，著名的遗传学家穆勒（Hermann）和麦克林托克（Barbara McClintock）分别以果蝇和玉米为材料发现在减数分裂后期偶然产生的染色体断裂很容易重新融合起来形成“桥”。
在紧接着的有丝分裂中，这种染色体“断裂-融合-桥-断裂”的循环不断继续【2】，然而染色体的自然末端却无法自然连接，而且只有当染色体末端结构完整时细胞才能完成复制。
既然染色体的断裂末端这么容易相互融合，那么染色体的自然末端为什么不容易相互融合？合理的推测是，染色体的自然末端不同于非正常的DNA断裂末端，应该有一个特殊的结构来避免染色体之间的相互融合。
为显示它的独特性，穆勒于1938年独创了一个单词tolemeres(端粒)来描述此结构。
但直到1978年布莱克发现在四毛虫的染色体中发现了精确的端粒结构，他们发现端粒是由一串简单重复序列ＴＴＧＧＧＧ形成的【３】。
端粒和端粒酶在癌症中的研究进展及意义摘要：端粒是位于染色体末端的DNA串联重复序列，对基因组稳定性和完整性起保护作用。
端粒的长度与细胞周期密切相关。
其长度变化机制分为依赖端粒酶活性和端粒重组两类，氧化应激和铅（Pb）与端粒酶的功能蛋白相结合抑制其活性，致使端粒缩短，硒（Se）与二者具有拮抗作用，延缓衰老。
相关数据表明85%肿瘤细胞与端粒酶活性成正相关，以端粒酶活性作为肿瘤治疗靶标称为当代热点之一。
主要对肺癌、乳腺癌等恶性肿瘤与端粒的相关性进行了综述，以期为端粒和端粒酶在癌症治疗研究提供参考依据。
关键词：端粒；端粒酶；肿瘤20世纪30年代，人们开始了解染色体上的一种特殊结构——端粒。
端粒是存在于真核细胞线状染色体末端的一种特殊结构，与端粒结合蛋白一起构成了特殊的“帽状”结构，维持染色体的完整和细胞活性，其实质为一小段DNA-蛋白质复合体。
端粒与有丝分裂有着密切的联系，细胞每分裂一次，端粒就缩短30～200bp，当缩短到2～4kb，会导致细胞复制功能衰退，引起细胞衰老或死亡，被科学家称为“有丝分裂时钟”和“生命时钟”[1，2]。
端粒的延长和重组机制都是通过端粒酶来催化和介导的，端粒酶在保持端粒稳定、基因组完整、细胞活性和潜在的增殖能力等方面发挥重要作用。
鉴于端粒酶在正常组织体细胞中的活性被抑制，而在肿瘤中则被重新激活，可能参与肿瘤恶性转化的机制，成为医学界研究的重点和热点之一。
2009年美国3位科学家因发现端粒和端粒酶结构及其对染色体末端的保护功能，而获诺贝尔生理学或医学奖。
1端粒和端粒酶1.1端粒的结构和功能端粒是位于染色体末端由一个富含G的DNA串联重复序列[3]和端粒结合蛋白组成，每个重复序列一般为5—7bp[4]。
不同物种其重复序列存在l～2个碱基差异，哺乳动物的端粒重复序列为5’-（TTAGGG）n-3’[5]，植物的端粒重复序列为5’一（TTTAGGG）n-3’[6]。
端粒长15～20kb，其重复序列成T环结构，像帽子一样能有效防止染色体间末端重组、融合和染色体退化[7]。
端粒酶活性与细胞衰老及癌变关系探究细胞衰老和癌变是生物体中重要的细胞生命现象。
而端粒酶的活性在这两个过程中起着关键作用。
本文将探究端粒酶活性与细胞衰老及癌变之间的关系，并讨论其在疾病治疗中的潜在应用。
端粒酶是一种负责保护染色体末端的酶，在细胞分裂过程中消耗端粒以防止染色体端粒的逐渐缩短和破裂。
每一次细胞分裂，端粒都会缩短一小段，当端粒缩短到一定程度时，细胞无法维持正常的染色体结构，从而触发细胞衰老机制。
端粒酶可以通过给染色体末端加上新的端粒序列，延长染色体的寿命，从而维持细胞的生存能力。
然而，端粒酶活性的异常也可能导致细胞衰老和癌变。
过高的端粒酶活性可能会导致细胞无限增殖，从而产生癌细胞。
一些研究已经发现，某些癌细胞中端粒酶活性明显高于正常细胞，这使得癌细胞能够继续分裂并逃脱细胞衰老机制的限制。
因此，研究端粒酶的活性调控机制非常重要。
过去的研究表明，端粒酶活性受到多种调控因素的影响。
其中最常研究的因素是端粒长度和端粒酶的表达量。
研究发现，端粒较短的细胞往往具有较低的端粒酶活性，这意味着端粒的长度可能在调控细胞衰老和癌变中起到重要作用。
此外，染色体的结构和功能变化、DNA 损伤和修复以及细胞内信号传导途径也可以影响端粒酶的活性。
现有的治疗手段中，针对端粒酶的抑制剂已经成为研究的热点。
这些抑制剂可以通过阻断端粒酶的活性来抑制癌细胞的生长和分裂。
一些药物已经进入临床试验阶段，展现出潜在的抗肿瘤活性。
此外，研究人员也在探索针对端粒酶的基因治疗方法，以恢复或抑制端粒酶的活性，进一步探究其在细胞衰老和癌变中的作用。
此外，对于端粒酶活性的研究也可以为其他疾病的治疗提供新的思路。
例如，心血管疾病和糖尿病等疾病与细胞衰老过程密切相关。
端粒酶活性的调控可能成为这些疾病的治疗靶点之一。
通过控制细胞衰老过程，可以减缓这些疾病的发展。
总的来说，端粒酶活性与细胞衰老和癌变之间存在密切的关系。
端粒酶的异常活性可能导致细胞的衰老或癌变，而端粒酶的调控可能成为治疗相关疾病的潜在靶点。
端粒、端粒酶在心血管疾病与癌症中的作用摘要：本文就端粒和端粒酶活性的变化在心血管疾病发病机制及病理生理过程中的作用，以及对细胞增殖、细胞衰老、肿瘤等方面的重要意义作一综述。
关键词：端粒端粒酶心血管疾病肿瘤【中图分类号】r4【文献标识码】a【文章编号】1008-1879(2012)06-0025-021 端粒，端粒酶70年代末，blackburn和gall在四膜虫中发现了端粒具有重复序列，其在每染色体末端是可变的共同结构特征是富含（t,g）的短序列多次重复。
在低等真核生物中重复单元有（ttgggg）、（ttaggg）等，而真核生物的线形染色体dna与原核生物的环状dna 是有所不同的。
在真核生物dna复制中存在的一个问题，当随从链合成时，从各合成片段上去除rna引物后，继续在dna聚合酶ⅰ（dna polⅰ）作用下填补空隙。
但是最后的片段去除引物后，则无法补充此空间，这是由于dnapolⅰ不能催化3′→5′的合成反应。
结果造成子代dna分子上有一条不完全的5′末端，如此反复进行复制后链乃变短[1]，但在正常情况下事实并非如此。
这是由于在真核生物线形dna的末端具有一种特殊的结构，称为端粒或端区。
端粒可作为细胞的“分裂时钟”，反应细胞的分裂能力，保证染色体完整性，使真正的遗传信息得到完整复制，保护染色体末端，防止染色体异常重组影响细胞分裂；指导染色体与核膜相连接。
端粒酶是1985年，greider和blackburn首次证实的一种不需要模板即可在四膜虫染色体3′端接上ttaggg端粒的酶，是能复制和添加端粒重复序列的逆转录酶。
人端粒酶主要有三种结构[2]：端粒酶协同蛋白；端粒酶rna（htr）约含有450个核苷酸，编码基因定位于3q26.3，可在增殖力强、非永生化的细胞中表达，能自主对端粒dna富含g的链进行延长,富含g的链又能通过g与c互补使其形成发夹状结构，填补、修复染色体末端。
端粒酶催化亚单位（htert），含1132个氨基酸的多肽链，基因编码基因定位于5p上，仅在肿瘤细胞、永生化的细胞中表达。
htert基因更显示出肿瘤特异的诊断和治疗潜在应用价值。
因此，端粒和端粒酶的研究具有重要意义。
2 端粒，端粒酶与eh原发性高血压（eh）的发病机制目前尚未完全明了，众说纷纭，端粒学说的出现给人们新的提示，染色体端粒长度是人类体细胞的计时器，可作为人类体细胞的生物学年龄标志。
人胚成纤维细胞每增龄一代，端粒长度缩短约50碱基对（bp）。
中国人每增一岁，外周血淋巴细胞端粒长度约缩短35bp[3]。
端粒耗损给细胞衰老提供了较满意的解释，也可能决定了年龄依赖的符合遗传性状令人费解的特点。
随着时间的推移，人类端粒耗损或者是染色体的丢失，会导致基因不稳定，并继发致病基因的表达。
如eh、2型糖尿病、动脉粥样硬化和癌症。
杨善民[4]在自发性高血压动脉组织端粒酶活性研究中发现，出生后被抑制的端粒酶活性在高血压状态时重新被激活.。
陈慧等[5]发现eh患者外周单个核细胞的端粒酶活性与eh 密切相关。
用端粒酶trap-elisa方法，测定eh与对照组外周血单核细胞端粒酶活性，发现eh端粒酶阳性率50.7%以上，在调整了年龄因素后1，2，3级高血压组端粒酶活性均比对照组高[6]。
用相同方法测定淋巴细胞端粒酶活性也有相似改变[7]。
端粒酶是细胞增殖活性的分子水平标记物，它的激活可能是原发性高血压的发病因素之一，并能促进病变的发展。
杨善明等[8]发现在成年高血压状态的自发性高血压胸、腹主动脉端粒酶有较高的活性而同龄同源正常血压大鼠则没有。
这是端粒酶有选择性的激活并阻止了端粒的耗损，下调端粒酶水平，阻止血管平滑肌细胞加速的增生。
谢长江等[9]通过wistar大鼠形成高血压后动脉组织端粒酶再次激活,而端粒酶作为细胞增殖的分子水平标志，提示敏感性高血压形成后，在血管壁增殖即高血压与血管壁增殖或血管重构互为因果。
作为生物学衰老标记的端粒、端粒酶可给eh发生提供了新的分子水平指标。
有理由假设，端粒长短由遗传决定，加速正常生物衰老，参与高血压发生、发展和血管重塑过程，并通过端粒缩短，激发端粒酶的活性。
越来越多的证据表明端粒参与eh，特别是收缩期高血压发生发展过程，甚至提示高血压可能就是加速心血管细胞衰老的表现。
3 端粒，端粒酶与心肌梗死心肌梗死是因持续而严重的心肌缺血所致的部分心肌缺血坏死，是导致心衰的主要原因。
我国近年来急性心肌梗死的发病率呈上升趋势，而且发病和死亡呈现年轻化。
随着各种治疗手段出现，病人短期存活率有所上升，但心肌梗死引起的心肌损伤，始终无法自我修复，相当部分将形成慢性充血性心力衰竭。
心梗发生后坏死区周围能观察到心肌细胞微弱的增殖[10]，心肌细胞的分裂复制能力的可能性仍有争议。
在大鼠幼稚、成熟、衰老的心室肌中均可测得端粒酶活性，由此认为心肌细胞总数不变且不可替代的观点是错误的。
由于增龄在雄性心肌端粒酶活性减少31%，在雌性却增加72%，说明雌性心肌存在很大生长潜能。
心肌增生、肥大和存活均需要htr 的活性形式，因此认为htr可延迟心肌细胞存在周期，促进心肌细胞存活，不可逆的细胞生存周期限制了在心肌梗死后慢性凋亡心肌损失的泵功能修复。
但近年来研究表明干细胞在组织损伤和植移到新环境时可转分化为心肌细胞，但在心肌梗死部位不能转分化为心肌细胞[11]。
brouilette等测量了203例早期心肌梗死和180对照者的白细胞端粒长度，发现早期心肌梗死病人的白细胞长度短于对照组，仅相当于较其年长11.3岁者的端粒长度，端粒长度缩短者早期心肌梗死危险为正常者的2.8-3.2倍[12]。
4 端粒，端粒酶与肿瘤人类细胞端粒酶活性水平较低，必须创立一种高灵敏的检测方法，才能精确地进行肿瘤的诊断。
人们对人体正常组织，多种良性病变及恶性肿瘤组织端粒酶的活性进行检测[13]，结果显示良性病变除干细胞显弱端粒酶活性外均无端粒酶活性。
恶性肿瘤组织正好相反，绝大多数恶性肿瘤组织均显示明显端粒酶活性，并且90%以上癌旁组织端粒酶阳性，这说明端粒酶的表达活性可望作为多数类型肿瘤的标志，对肿瘤组织进行端粒酶活性检测和分析可作为术前准确判断病人预后建立良好基础。
端粒酶检测还显示，不仅在癌组织中呈活性表达，而且在部分良性和癌前病变中也有表达[14]，如肝炎、肝硬化、良性脑膜瘤、胃腺瘤等。
但端粒酶用于早期诊断可能只对某些病例有效，但是若能将转移癌细胞与外用血细胞分开，端粒酶的活性表达也可作为早期转移癌的标志。
王亚冬等[16]发现pcr扩增未经修饰htert核心启动子原始序列并以hgapdh为内参照，产物经2％琼脂糖凝胶电泳结果显示：胃癌细胞、乳腺癌细胞及成纤维细胞均存在htert核心启动子序列。
甲基化特异性pcr扩增htert核心启动子部分序列，产物经1.5％琼脂糖凝胶电泳结果显示：胃癌细胞、乳腺癌细胞htert启动子区存在甲基化。
而人胚肺成纤维细胞htert启动子区不存在甲基化。
一般来说dna甲基化往往抑制基因的表达，基因启动子区的低甲基化与其转录活性曾正相关。
在肿瘤细胞主要表现为抑癌基因的高甲基化而失活，以及癌基因的低甲基化而被激活。
但是恰恰相反htert阳性的胃癌细胞cpg 岛存在甲基化，甲基化不仅参与htert基因的调控，而且这种调控并不抑制htert mrna的表达。
高晓东等[17]通过htert基因的全硫代修饰反义寡核苷酸(asps-odn)特异性抑制htert基因mrna的表达降低膀胱癌细胞t24端粒酶活性。
xu等[17]用染色质免疫沉淀反应在急性白血病病人中，端粒酶中的htert表达升高，而h tr、端粒酶协同蛋白却无相应升高。
在慢性淋巴细胞白血病同正常人相比端粒长度在病早期轻度缩短，端粒酶活性较低。
但随着病程进展其端粒不断缩短，而端粒酶的活性却不断增高。
认为端粒长度在6.0kb以下者端粒酶活性较高。
而在6.0kb以上者其活性常较低。
端粒的缩短和端粒酶活性增高与慢性淋巴细胞白血病病人中位生存期明显缩短有显著相关性，此酶活性已成为该病的预后指标。
用各种方法抑制端粒酶的活性，可有效抑制大多数肿瘤的生长，而对大多数正常细胞没有大的影响，虽然抑制肿瘤细胞端粒酶的同时也抑制了生殖细胞和造血干细胞端粒酶活性，但是此治疗设想比起凡是增生的细胞均起作用的常规化疗法副作用更少，疗效更高。
由此看来，端粒、端粒酶与心血管疾病、癌症是密不可分，但在人类端粒及端粒酶的基础研究中，还存在着许多问题，有待进一步研究，目前抑制端粒酶活性的高效抗肿瘤药物正在开发应用中，据报导，人参、灵芝孢子等胞内的活性物质可以通过抑制各种肿瘤细胞端粒酶活性而有效地控制肿瘤的增殖，端粒酶不但可以作为研制抗肿瘤药物的特意靶点，还可以成为肿瘤基因治疗的途径。
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