端粒酶的结构和功能

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端粒和端粒酶

端粒和端粒酶

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 名词解释

端粒酶 名词解释

端粒酶名词解释
端粒酶(Telomerase)是一种酶类,它主要负责在染色体末端的
端粒区域补充并维持端粒的长度。

端粒是染色体末端的重复DNA序列,其存在可以保护染色体免受损伤、降低突变的概率。

然而,每次细胞
分裂后,端粒会缩短,最终导致染色体稳定性的丧失和细胞老化。

端粒酶通过加入新的端粒DNA序列来抵消端粒的缩短,从而使染
色体能够长时间地保持稳定。

它由一个RNA分子和一个蛋白质部分
(逆转录酶)组成,RNA分子起到了导向端粒序列复制的作用。

在正常细胞中,端粒酶活性通常很低,因此随着细胞的分裂次数
增加,端粒逐渐缩短,最终导致细胞老化和死亡。

然而,在某些情况下,如肿瘤细胞,端粒酶可被异常激活,使细胞能够无限制地分裂,
这是癌症形成和发展的一种重要机制。

因此,端粒酶成为一种具有潜在治疗价值的靶点。

通过抑制肿瘤
细胞中的端粒酶活性,可以阻断其无限制增殖的能力,用于治疗一些
癌症。

同时,研究人员也在探索利用端粒酶来延长正常细胞的寿命,
以延缓衰老和改善人类寿命。

端粒酶的功能

端粒酶的功能

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

端粒酶

端粒酶端粒酶的结构目前存在有众多的衰老学说,其中盛行了一种学说,那就是端粒学说。

①端粒是真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。

形态学上,染色体DNA末端膨大成粒状,这是因为DNA和它的结合蛋白紧密结合,像两顶帽子那样盖在染色体两端,因而得名。

研究发现,培养的人成纤维细胞随着培养传代次数增加,端粒长度是逐渐缩短的。

而端粒的长度和端粒酶的活性直接相关。

端粒酶(telomerase)是一种能延长端粒末端的核糖蛋白酶,主要成分是RNA和蛋白质,其中还有特异性引物识别位点,可以以自身RNA为模版,合成端粒重复序列并加到染色体末端,以补偿因“末端复制问题”而导致的端粒片段丢失,从而延长细胞寿命甚至使其永生化。

②由于端粒酶可被热、蛋白酶K和RNA酶破坏,因此认为它是由蛋白质和RNA两部分组成的。

人端粒酶RNA组分基因命名为hTR,定位于3号染色体,约有450个碱基的转录本,其中包括11个碱基的模版互补序列,即5·-CUAACCCUAAC,这个模版互补序列刚好每次与1.5个(TTAGGG)互补而特意的合成人染色体DNA的端粒。

通过电穿孔法将hTR反义核酸表达质粒转染Hela细胞并在Hela细胞中表达,结果发现端粒长度明显缩短,Hela细胞分裂增殖受到抑制。

从23~26代开始死亡,说明hTR对于维持端粒酶结构的完整性十分重要。

人端粒酶蛋白成分包括两者:人端粒重复结合因子(hTRF)和人端粒酶逆转录酶(hTERT)。

hTRF又称端粒酶相关蛋白1(TPI),是端粒酶调节亚单位,相对分子质量为300×103,能够与双链端粒性的肿瘤细胞株HT1080的端粒渐进性缩短;相反,hTRF1功能区诱导突变将会引起端粒加长。

因此,hTRF1是端粒生长抑制因子,起负反馈调节作用。

hTERT又称端粒酶相关蛋白2(TP2),是端粒酶结构蛋白,蛋白序列含有48个氨基酸,分子质量为130kD,其编码基因为单拷贝,定位于5p15.33,长度约为40kb。

端粒酶的结构

端粒酶的结构

端粒酶的结构
端粒酶是一种酶,它负责维持和修复端粒的长度。

端粒是
染色体末端的特殊结构,它们在每次细胞分裂后会逐渐缩短,最终导致细胞老化和死亡。

端粒酶的主要功能是在细
胞分裂过程中,通过加入端粒反复序列(telomere repeat sequence)来延长端粒长度,从而延缓细胞老化过程。

端粒酶由两个核心亚基组成:一个称为端粒酶反转录酶(telomerase reverse transcriptase,TERT),另一个称为端粒RNA(telomerase RNA component,TERC)。

TERT是一个酶的亚基,它负责反转录DNA序列,将RNA 模板转录成DNA,并将其加入到染色体末端的端粒DNA
序列中。

TERC是一个RNA分子,它充当TERT的模板,
提供在染色体末端的端粒上重复的序列。

除了这两个核心亚基外,端粒酶还包含一些辅助蛋白质,
这些蛋白质在端粒酶的催化活性和定位上起着重要的作用。

辅助蛋白质包括TP1(telomerase-associated protein 1)、TP2(telomerase associated protein 2)等。

端粒酶的结构研究表明,TERT由多个结构域组成,包括端粒酶保守基序结构域,催化域,RNA结合域等。

TERC则是由多个RNA序列组成的二级结构。

这些结构域和序列在端粒酶的功能和稳定性方面起着重要作用。

总体而言,端粒酶是一个复杂的酶,它通过多个亚基和辅助蛋白质的协同作用,维持和修复端粒的长度,延缓细胞老化和死亡过程。

端粒酶 生物化学

端粒酶 生物化学

端粒酶生物化学端粒酶是一种特殊的酶类,它可以帮助细胞在分裂时保护其端粒(末端重复序列)不会受到缩短的影响。

一些研究表明,端粒酶在细胞的生长和分裂中发挥了至关重要的作用,加深了人们对其在生物化学中的重要性的认识。

端粒酶的结构非常复杂,由很多组成部分构成。

它主要包括多肽质量较小、短粘结区域和外围区域等部分。

这些不同的组成部分分别完成其各自的生物化学功能,起到了结构和激活酶的作用。

在端粒酶的作用过程中,主要参与其中的部分是多肽和短粘结区域。

端粒酶对细胞的健康非常重要。

它保护末端重复DNA 序列(端粒)免受缩短的影响。

缩短的端粒可能会导致某些细胞死亡。

当端粒被缩短到一定程度时,细胞便会开始死亡。

端粒酶的作用就是保护这些端粒,从而使细胞保持健康。

这项研究的贡献不仅在于它的理论意义,而且该发现也有可能产生实际的医学意义。

科学家们希望能够进一步研究端粒酶以及它在细胞基因组稳定性中的作用,这有助于我们开发出有效的癌症治疗方法。

因为癌症病人的端粒不易出现缩短,这可能使得癌细胞比正常的细胞更加活跃。

此外,在某些情况下,细胞开始分裂而端粒长度短的情况是无法防止的。

这时,通过研究端粒酶,找到一种能够保护端粒的方法,就可为避免细胞被摧毁提供了基础。

除此之外,由于端粒酶分子机制的解析,使得科学家们终于有机会使用新的治疗措施来干预细胞分裂。

利用对端粒酶的基础研究,科学家们可以开发出一系列创新的药物,以帮助治疗许多潜在的遗传性疾病,比如:白血病、淋巴瘤、囊性纤维化、帕金森氏症等等。

在未来的医学发展中,端粒酶的研究将会是一个激动人心的领域。

总之,端粒酶在生物化学中有着至关重要的作用,它保护着细胞的端粒,并防止其不受缩短的影响。

端粒酶的研究有望为我们开发出更加高效的药物,这些药物能够帮助我们治疗数以千计的遗传性疾病和狂犬病,可以说,端粒酶的研究对于人类的健康和生命质量有着非常重要的意义。

我们需要继续深入了解该类酶类分子的结构和生物化学功能,以期在未来的治疗中,更好地利用其潜力,以促进人类的健康和福祉。

端粒酶名词解释细胞生物学

端粒酶名词解释细胞生物学

端粒酶名词解释细胞生物学端粒酶是一种在细胞生物学中起着重要作用的酶。

它主要参与细胞的端粒修复和维护,对于细胞的生命周期和寿命起着关键的调控作用。

在本文中,我们将对端粒酶的定义、结构、功能以及其在细胞老化和癌症等疾病中的作用进行详细解释。

首先,让我们来了解一下什么是端粒。

端粒是染色体末端的一段DNA序列,它们的主要功能是保护染色体免受损伤和降解。

然而,每次细胞分裂时,端粒都会逐渐缩短,导致染色体稳定性下降。

为了防止端粒缩短过度,细胞需要一种特殊的酶来补充和修复端粒,这就是端粒酶。

端粒酶是一种具有逆转录酶活性的酶,它能够在DNA末端合成新的端粒序列。

具体来说,端粒酶通过使用RNA模板将DNA序列添加到染色体末端,从而延长和修复端粒。

这种逆转录过程使得端粒酶能够保护染色体的完整性,并延长细胞的寿命。

端粒酶由两个主要组分组成:一个叫做端粒RNA(TERC)的RNA分子和一个叫做端粒酶蛋白(TERT)的蛋白质。

TERC是一个非编码RNA分子,它提供了RNA模板,用于合成新的端粒序列。

TERT则是一个蛋白质酶,它负责将RNA模板转录成DNA序列,并将其添加到染色体末端。

除了维护染色体稳定性外,端粒酶还对细胞的生命周期和老化起着重要的调控作用。

在正常情况下,细胞分裂一定次数后会进入衰老期,并最终停止分裂。

这是由于每次细胞分裂时,端粒都会缩短一段长度,当端粒缩短到一定程度时,细胞就无法再分裂了。

然而,在一些特殊情况下,如干细胞和癌细胞中,端粒酶能够保持活跃状态,从而延长细胞的寿命和增加其分裂次数。

这种对细胞寿命的调控作用使得端粒酶成为一个重要的研究领域。

科学家们发现,在某些疾病中,如癌症和衰老相关疾病中,端粒酶的功能异常或失活可能会导致细胞功能紊乱和异常增殖。

因此,研究端粒酶的机制和调控方式对于理解这些疾病的发生和发展具有重要意义。

除了在正常细胞中的功能外,端粒酶还被广泛应用于医学领域。

例如,在干细胞治疗中,科学家们利用端粒酶技术来延长干细胞的寿命,并增加其分裂次数,从而提高治疗效果。

了解端粒酶延长细胞寿命的关键酶

了解端粒酶延长细胞寿命的关键酶

了解端粒酶延长细胞寿命的关键酶端粒酶是一种关键酶,它在细胞中起到了延长细胞寿命的重要作用。

本文将介绍端粒酶的定义、功能以及它如何延长细胞的寿命。

一、端粒酶的定义和功能端粒酶是一种特殊的酶,它主要存在于人体的细胞核中。

它的功能是为端粒DNA添加一系列重复的核苷酸序列,称为端粒。

端粒位于染色体的末端,起到了保护染色体稳定性和完整性的作用。

端粒酶由两个亚单位组成:一个是称为端粒反转录酶活性的蛋白质亚单位,另一个是称为TERC(端粒RNA互补亚基)的RNA亚单位。

它们共同协作完成将端粒DNA添加到染色体末端的功能。

二、端粒酶延长细胞寿命的机制端粒酶通过添加端粒DNA来延长染色体的末端。

在正常情况下,每当细胞分裂时,染色体的末端会丧失一部分端粒DNA。

而端粒酶的作用就是在每次细胞分裂后,通过添加新的端粒DNA来弥补丢失的部分。

这样,细胞的染色体末端能够维持在一个稳定的长度,细胞便能够保持相对稳定的生活活力。

当细胞的端粒长度逐渐减短到一个临界值以下时,细胞进入到一种被称为细胞衰老的状态。

在细胞衰老过程中,细胞增殖能力减弱,功能逐渐下降,最终导致细胞死亡。

而端粒酶的存在,可以通过延长端粒长度,延缓细胞衰老的进程,从而延长细胞的寿命。

三、端粒酶的重要性和应用端粒酶对于细胞寿命的延长至关重要。

研究表明,端粒长度的维持与生物体的寿命存在着密切的关联。

而人体中端粒酶的活性下降,则与一些老年相关疾病的发生有关。

因此,通过研究端粒酶的机制以及如何激活端粒酶的活性,可以为抗衰老的研究提供新的思路和治疗方法。

例如,目前有一些研究正在探索如何通过药物或基因治疗的方式,来激活端粒酶的活性以延长细胞的寿命。

此外,端粒酶的功能和应用不仅局限于细胞生物学研究,还扩展到了其他领域。

例如,在医学领域,端粒酶的活性可以作为一个指标,用来评估某些疾病的发展程度。

在生物技术领域,端粒酶的研究也有助于开发新的抗衰老产品和治疗手段。

总结:端粒酶作为一种关键酶,通过添加端粒DNA延长染色体末端,起到了保护染色体稳定性和完整性的作用。

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端粒和端粒酶研究及应用黄品清10102106摘要:端粒是真核生物染色体末端的一种特殊结构 ,由端粒DNA和端粒相关蛋白组成 ,它能维持染色体的结构稳定和功能 ,保护其免受核酸酶降解 ,防止其末端融合或重排等。

当端粒长度因细胞复制而缩短到极限时,细胞就会走向衰老甚至死亡,而端粒酶的存在能补充已缩短的端粒从而延长细胞寿命甚至使其得到永生。

端粒(telomere)是染色体末端的特殊结构,它的存在及其特殊构象的维持,是保护线性染色体末端、顺利完成DNA末端复制所必需的。

端粒具有稳定染色体末端、解决末端复制不完整等多重功能。

端粒酶(telomerase)是对抗正常复制过程中端粒的缩短、维持真核生物染色体长度的关键酶,在肿瘤细胞中表达尤为强烈。

自“端粒缩短是触发细胞衰老的分子钟”的假说提出后,科学家们已通过实验提供了大量证据来证明该假说,随着对端粒和端粒酶的结构和功能研究的深入,它们成为国内外研究的热点之一。

一、端粒的结构和功能端粒(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,从而维护染色体的完整性和稳定性,防止染色体被降解、融合和重组,便分裂后得到的子代细胞能准确的获得完整的遗传信息.1、端粒DNA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Cc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(3’overhangstrand),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Hoogsteen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。

不同物种端粒的重复序列和长度是不一样的,人类的端粒DNA由[5’一TTAGGG一3’]反复串联而成,不具有编码任何蛋白质功能,进化上高度保守,总长度约5一15kb,随着每次细胞分裂的进行,染色体末端丢失50一200bp。

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RADSONBSl。

胍E11,Ku86和DNAPKcs等,各分布不局限在端粒上。

这三类端粒结合蛋白协同参与端粒动态平衡的维持和调节。

3、D-loop—T-loop结构假说1999年Griffith等提出端粒结构的D-loop—T一100p假说。

端粒的3’突出部侵入到端粒重复序列后形成T—loop,同时通过单链G尾的TTAGGG在环的端口内侧与CCCTAA碱基互补形成100~200碱基对的D-loop。

T一100p的形成为端粒的保护作用提供了一个结构基础,并很好地解析了端粒对染色体的保护作用,因为端粒缩短到极限长度时已无法形成T-loop,使端粒失去了保护功能。

染色体不能完整地复制导致细胞死亡。

4、端粒与细脆衰老病关系的新假说2000年Blackbern提出了新的端粒与细胞衰老关系假说:端粒在正常的细胞分裂时能动态地从戴帽状态向非戴帽状态来回变换,处于前者时,细胞能继续分裂,处于后者则会引发细胞周期阻滞。

当一定量的端粒因多次分裂而缩短到不能形成戴帽状态时,细胞将走向衰老甚至死亡。

而激活端粒酶后。

端粒便能以同源重组的式使非戴帽状态返回到戴帽状态,逃回过复制衰老而继续分裂。

这个假说与端粒的D-loop—T-loop帽子结构可以说是相互呼应,因为T—100p的形成需要一定长度的端粒。

从另一个角度说,端粒的进行性缩短使其难以恢复戴帽状态。

由于3’悬挂末端的丢失会引起T-loop结构的破坏,导致端粒末端的非戴帽状态。

因此,stemart等提出,3’悬挂末端的丢失才是触发复制衰老的信号,揭示了与衰老相关的端粒结构改变分子学机制。

5、端粒在生物体中的功能目前认为端粒的主要功能包括:(1)保护染色体末端防止被核酶降解或被化学修饰或融合以及非正常重组,维持其完整性;(2)与其中蛋白质共同参与染色体的定位和复制,使细胞得以正常分化或繁殖;(3)反映细胞分裂的能力与寿命。

事实证明,大多细胞的端粒长度与细胞的分裂能力有关,越长分裂能力越高,反之亦然。

我们也能通过细胞的端粒长度和分裂一次端粒缩短的长度来估计细胞的寿命去挑选合适的细胞做相关的研究。

二、端粒酶的结构和功能端粒酶于1984年由shpay等发现,它是由端粒酶RNA链和蛋白质组成的核糖核蛋白酶,直接参与端粒的形成,是一种能将真核生物染色体末端DNA加以延长的核酸蛋白复合物。

1、端粒酶的结构成分端粒酶包括3个组分:端粒酶RNA(telomeraseRNA,TR),端粒酶相关蛋白质1(telomeraseassociated—proteinl,TPl),端粒酶催化亚单位(TelomeraseReverseTranscriptase,TERT)。

2、各成分的特点hTR即人类端粒酶RNA,是人类端粒酶合成端粒DNA的模板,它是端粒酶发挥作用所必须的。

由于正常体细胞中都会存在hTR,却几乎没有端粒酶的活性,而且在多种肿瘤细胞中测得的hTR与端粒酶活性也不平行,因而它不能反映端粒酶活性高低。

TPl在端粒酶活性的调节中有重要作用,但有证据表示它不是端粒酶发挥活性作用所必须的。

hTERT是含有7个基元的转录酶,在端粒酶的激活中起关键作用,在无细胞的情况下将hTR和hTERT混合在一起即可表现端粒酶活性,是端粒酶活性的限速亚单位。

hTERT删A水平与端粒酶的活性成正相关:将载有hTERT基因的质鹅转染端粒酶隐性的成纤维细胞,可重建端粒酶活性:使hTERT基因突变,细胞则不表现端粒酶活性。

同一组织的不同部分,细胞分裂能力与端粒酶活性成正比,如在毛发生长初期的毛囊中,含有分裂活性细胞的部分表达端粒酶活性,而低度分裂活性细胞部分则表达较低水平的酶活性。

3、端粒酶的主要功能目前认为端粒酶的主要功能是维持染色体末端的端粒序列,即延长端粒DNA富含G的链,使其形成G~四联体或发夹结构。

保护染色体。

端粒酶还能修复已断裂的染色体末端,从而抵消因细胞分裂而导致的端粒DNA的消耗,维护遗传信息的完整性。

此外,端粒酶能合成串联重复的TTAGGG序列,这提供了TRF2结合位点,有助于防止染色体末端的融合。

三、端粒系统与癌症端粒酶可能在癌细胞的生长过程中扮演重要角色。

加州大学旧金山分校的研究人员发现黑素瘤的扩散能够通过抑制端粒酶的活性来阻止。

这项研究首次将端粒酶与糖酵解联系在一起。

糖酵解是身体中消耗葡萄糖并产生乳酸的糖代谢途径。

端粒酶和糖酵解关系的确立对了解端粒酶和糖酵解的功能产生很大的影响。

这项新发现支持了通过抑制端粒酶来治疗癌症的基本原理。

在这项研究中,研究人员通过对小鼠的基因表达进行分析,发现皮肤癌细胞中8个与葡萄糖代谢有关的基因在细胞中端粒酶被抑制时,表达水平降低了。

他们发现,当将一种端粒酶抑制剂引入到黑素瘤细胞中时,黑素瘤细胞开始发生变化,细胞恢复了以前的丧失的功能,如产生色素的功能。

由于乳酸的积累会使细胞变得很酸,控制色素生产的蛋白质能够被关闭--这意味着葡萄糖代谢当与转移性肿瘤的端粒酶联合起来时起到一个关键的作用。

正常细胞中,端粒是每个染色体末端的单练DNA,并且会随着细胞的分裂逐渐缩短。

端粒酶在发生异常的细胞如癌细胞中被活化,它能恢复端粒长度并使它们分裂和生长。

因此,端粒酶在90%的人类癌症中发生了过表达。

美国德州大学西南医学中心的Woodring Wright 教授的研究组发现人类染色体末端的DNA即端粒结构有助于治疗癌症。

端粒与细胞分裂有关,它会随着细胞分裂逐次缩短,同时也意味着细胞的衰老。

但是,许多癌细胞都含有一种叫做端粒酶的特殊酶。

这种酶能够延长端粒的长度,从而破坏了端粒随细胞分裂不断缩短的自然规律,使细胞得到永生,即细胞无控制地进行扩增疯长--癌细胞的特征。

研究人员推测,能够影响此机制的药物将可能用于减缓正常细胞的老化、抑制端粒酶活性来治疗癌症。

而且对端粒长度的控制机制的了解,可能促进癌症的治疗。

Wright 教授和Jerry Shay 教授已经研发出有助于延缓老鼠体内肺癌细胞扩散的抗端粒酶药物,并且目前正进行人体试验以确定其安全性。

研究人员还指出抗端粒酶药物还需要与其它手段联合使用才能有效治疗癌症:这类药物将可能作为手术或化疗等传统疗法之间的连接,从而防止未被杀死的癌细胞扩散身体的其他组织中去。

四、端粒系统与衰老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。

生物的机体由细胞构成,生命存在于活细胞中,故生命的衰老起始于细胞。

单细胞真核生物中的端粒长度必须一直维持,而人类细胞在正常情况下是非永生的,其端粒在许多体细胞中较短。

GryfeR等于1997年提出了关于细胞衰老和永生学说,认为人的正常体细胞分裂次数达到界限时,染色体端粒长度缩短到一定程度,有丝分裂便不可逆地被阻断在细胞周期的G1期和G2/M期之间的某个时期,这时的细胞便进入了老化期,随后死亡。

如果细胞被病毒感染,或p53、RB、p16INK4、ATM、APC等肿瘤抑制基因发生突变,或Kras 等原癌基因被激活,或DNA错配修复基因(如hMSH2等)发生突变,或某些基因DNA序列发生了高度甲基化,或仅发生了低度甲基化,从而(在未发生核甘酸突变的情况下)改变了该基因的表达,此时细胞便能越过阻断点继续进行有丝分裂。

随着有丝分裂进行,端粒长度不断缩短,缩短到一定程度时,染色体发生结构畸变,大部分细胞便死亡,少部分细胞激活了端粒酶活性,不断合成端粒DNA补充端粒的长度,端粒不再缩短,细胞便获得无限分裂增生能力而成为永生化细胞。

这说是端粒-端粒酶假说该假说已为越来越多的研究所证实。

如Hastie发现人结肠端粒限制性片段(TRF)随着供体年龄增加而逐渐缩短,平均每年丢失33 bp 的重复序列。

Allospp等用人成纤维细胞研究端粒长度与年龄及有丝分裂能力的关系时也发现,年龄越小,初始端粒长度越长,有丝分裂能力亦越强;反之,在一些早老性疾病患者体细胞中,TRF长度明显短于同龄正常人,体外培养这些细胞时,其有丝分裂能力较正常人也明显减弱。

杨仕明等人在分析正常人胃粘膜TRF长度时,也得出相似的结论,随着年龄的增加,其TRF长度有递减的趋势,且供体年龄与TRF长度呈明显负相关(r=0.05,P<0.01),端粒重复序列每年平均丢失(41±12)bp左右。

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