端粒酶
端粒和端粒酶 (2)
端粒和端粒酶简介端粒端粒是染色体末端的DNA序列，它们在细胞分裂过程中起着至关重要的作用。
由于DNA分子难以完全复制，每次细胞分裂时，染色体的末端会缺少一部分DNA。
端粒的存在可以预防染色体末端的缺失，保护染色体免受腐蚀和破坏。
在人类细胞中，端粒一般由TTAGGG序列重复单元组成。
端粒酶在保护端粒的过程中，端粒酶起着重要的作用。
端粒酶是一种特殊的酶，它可以通过在染色体末端添加新的端粒序列来补全由分裂过程中丢失的端粒。
端粒酶由一个蛋白质组成，称为酶的蛋白质组分（TERT），以及一个RNA（TERC），称为酶的RNA组分。
这两个组分一起工作，将新的端粒序列添加到染色体末端。
端粒的功能端粒在细胞分裂和染色体稳定性中起着重要作用。
它们主要有以下功能：1.保护染色体末端：通过覆盖染色体末端，端粒可以防止DNA的损伤和丢失。
由于DNA在非酶催化下难以完全复制，每次细胞分裂都会导致染色体末端丢失一段DNA 序列。
端粒的存在可以解决这个问题，保护染色体免受损伤。
2.防止染色体融合：端粒可以防止不同染色体之间的融合。
如果染色体末端丢失太多，它们可能会与其他染色体末端融合，导致染色体畸变和基因突变。
端粒的存在可以阻止这种融合的发生。
3.调控细胞衰老：研究发现，随着细胞分裂的进行，端粒会变短。
当端粒变得过短时，细胞会停止分裂并进入衰老状态。
这是由于端粒酶的催化作用受到抑制，无法继续添加新的端粒序列。
因此，端粒的长度可以用于衡量细胞的寿命。
端粒酶的功能端粒酶是有助于端粒功能的蛋白质复合物。
它的功能主要包括以下几个方面：1.端粒延伸：端粒酶可以在染色体末端添加新的端粒序列，从而延长端粒的长度。
它通过与端粒的RNA组分（TERC）结合，催化新的端粒序列的合成。
这种端粒延伸过程能够补偿细胞分裂过程中失去的端粒序列，保持染色体的稳定性。
2.调控端粒酶活性：端粒酶的活性能够调控细胞的衰老和增殖。
研究表明，过低或过高的端粒酶活性都会导致异常的细胞衰老或癌症的发生。
端粒酶
简介细胞中有种酶负责端粒的延长，其名为端粒酶。
端粒酶可以把DNA复制的缺陷填补起来，藉由把端粒修复延长，可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗，使得细胞分裂的次数增加。
端粒酶（Telomerase），在细胞中负责端粒的延长的一种酶，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，端粒酶能延长缩短的端粒（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。
端粒酶的存在，就是把DNA 复制的缺陷填补起来，即由把端粒修复延长，可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗，使得细胞分裂的次数增加。
但是，在正常人体细胞中，端粒酶的活性受到相当严密的调控，只有在造血细胞、干细胞和生殖细胞，这些必须不断分裂的细胞之中，才可以侦测到具有活性的端粒酶。
当细胞分化成熟后，必须负责身体中各种不同组织的需求，各司其职，于是，端粒酶的活性就会渐渐的消失。
对细胞来说，本身是否能持续分裂下去并不重要，而是分化成熟的细胞将背负更重大的使命，就是让组织器官运作，使生命延续。
端粒酶是一种由催化蛋白和RNA模板组成的酶，可合成染色体末端的DNA,赋予细胞复制的永生性。
中文名端粒酶外文名Telomerase类别在细胞中负责端粒的延长的一种酶属性基本的核蛋白逆转录酶端粒构成6个碱基重复序列和结合蛋白目录1功能特性▪特性▪合成2开发历程▪发现端粒▪人体衰老▪寻找衰老钟▪抗老之路▪特殊结构▪催化酶▪注意▪端粒DNA▪结合蛋白质3功效▪长生不老▪诱人的希望4国内研究▪人类衰老▪专家观点5假说研究6最新研究7结直肠肿瘤1功能特性编辑特性端粒（Telomere）是真核细胞染色体末端的特殊结构。
人端粒是由6个碱基重复序列（TTAGGG）和结合蛋白组成。
端粒酶调节的基本机制
端粒酶调节的基本机制端粒酶是一种核酶酶复合物，它在端粒复制和维持端粒的长度中起关键作用。
端粒是染色体的末端，其主要由DNA序列TTAGGG的重复序列组成。
在染色体复制过程中，DNA聚合酶在拷贝DNA分子时无法完全复制染色体末端的重复序列，这导致每一个细胞分裂周期结束后，染色体的末端会变短。
端粒酶主要由两个亚单位组成：端粒酶逆转录酶（TERT）和端粒酶RNA（TERC）。
TERT是一种逆转录酶，它能将单链RNA的模板用于合成DNA。
TERC是一个RNA分子，同时充当TERT的模板和端粒的模板。
在端粒复制过程中，TERT使用TERC作为模板合成一段新的DNA序列来延长染色体的末端。
端粒酶的调节主要通过两种机制：转录调控和蛋白质调控。
1. 转录调控：端粒酶的表达受多种转录因子的调控。
其中最重要的是转录因子核因子κB（NF-κB）。
NF-κB是一种转录因子，它能够结合到端粒酶基因的启动子上，促进端粒酶基因的转录。
NF-κB的活化可以通过炎症反应、氧化应激、DNA损伤等多种因素引起。
此外，转录因子c-Myc、SP1等也能调节端粒酶的表达。
2.蛋白质调控：一些蛋白质可以与端粒酶形成复合物，影响其催化活性和稳定性。
其中最重要的是端粒酶抑制因子（TERF）。
TERF家族成员包括TERF1、TERF2、TERF1、TERF4等，它们能够结合到端粒上，起到保护端粒的作用。
TERF1和TERF2的结合可以阻止端粒酶的接近，从而抑制其活性。
此外，端粒酶还与一些拮抗蛋白如TPP1/ACD相互作用，调节端粒酶在端粒上的位置和催化活性。
此外，端粒酶调节还受到一些非编码RNA的影响。
一些miRNA如miR-124、miR-138被发现可以结合到端粒酶mRNA上，抑制其翻译。
还有一些长非编码RNA如TERRA（端粒RNA）可以结合到端粒酶上，改变端粒酶的功能。
除了上述调节机制，端粒酶的活性还受到一些化学物质的调节。
例如，多种植物化合物如黄酮类化合物、多酚类化合物和顶酮酸可以抑制端粒酶的活性。
端粒酶
第一部分介绍端粒酶及其功能承接部分由于DNA每复制一次，端粒DNA会少一段，所以需要端粒酶（telomerase）。
端粒酶（又称端粒体酶、端聚酶）是真核细胞染色体DNA复制特有的、必需的一种DNA聚合酶是由RNA和蛋白质共同构成的核糖核蛋白复合物，蛋白质具有逆转录酶的活性，RNA 则作为逆转录的模板。
（端粒酶）（与DNA结合的端粒酶，RNA和蛋白质组成）端粒酶的重要功能是识别结合端粒末端从而以自身RNA为模板合成端粒减少的序列从而维持端粒结构的完整从而阻止因DNA复制端粒不断缩短从而稳定染色体的长度，避免细胞过早凋亡第二部分端粒酶的具体结构和作用机理具体结构主要分为三部分端粒酶RNA 组分(telomerase RNA，TR)端粒酶相关蛋白亚基端粒酶催化亚基(telomerase reverse transcriptase，TERT)这个是活性中心（图中有TERT及许多其他的亚基）RNA部分分为模板区与非模板区模板区决定合成端粒的特异性模板区的一部分序列突出在外，处于单链状态，便于与端粒区的重复序列结合，并有效地充当逆转录的模板。
非模板区具有酶与底物的结合位点，与端粒DNA最后一段重复序列配对蛋白质亚基区原本认为有7个蛋白亚基，其中包括活性中心所在的TERT10月《science》上科学家最新研究表明又发现了2种新Teb蛋白其中蛋白p80 及其同源物，人类中称为TP1，位于氨基末端，与TR特异性结合而其他一些蛋白有的起到折叠作用，有的起到辅助TERT催化的作用活性中心TERT在各种生物中高度保守，起到催化作用，人类的TERT是含有1132个氨基酸的蛋白质所有这些端粒酶催化亚基都具有逆转录酶的共同结构7 个蛋白质域以及端粒酶催化亚基独特的保守区域，T 模体TERT 的三维结构由三部分组成：RNA结合区(TRBD)、逆转录区(the reverse transcriptase domain)和羧基末端延伸区(carboxy-terminal extension，CTE)。
端粒酶名词解释生物化学
端粒酶名词解释生物化学
端粒酶是一种核糖核酸 - 蛋白质复合物，存在于真核生物的染色体末端。
它在真核细胞分裂过程中起着重要作用，能够修复染色体的端粒，从而延长细胞寿命。
端粒酶能够将 DNA 链的末端修复为完整无损的状态，从而保护染色体的结构与功能。
端粒酶的化学本质是核糖核酸 - 蛋白质复合物，其中包含 RNA 成分和蛋白质成分。
RNA 成分充当了酶的催化活性中心，而蛋白质成分则负责酶的结构和功能。
端粒酶的催化活性依赖于 RNA 成分，并且能够在 DNA 复制时被激活。
端粒酶在生物化学领域具有广泛的应用前景。
例如，它被用于治疗癌症、抗衰老、延长动物寿命等方面。
此外，端粒酶也是科学研究的重要对象，科学家们正在深入研究其工作机制和生物学意义，以探索人类生命的奥秘。
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。
端粒酶名词解释
端粒酶名词解释端粒酶是一种酶类，主要负责在染色体末端的端粒上催化反应，帮助维持染色体的稳定。
它在有丝分裂和减数分裂中起到重要作用，并且在细胞衰老和癌症等生理和疾病过程中也发挥着关键的调控作用。
以下是端粒酶的相关名词解释。
1. 端粒（Telomere）：端粒位于染色体的末端，是由DNA和蛋白质组成的重复序列。
它和染色体的稳定性密切相关，起到保护染色体免受损伤和降解的作用。
2. 酶（Enzyme）：是一类生物催化剂，能够加速化学反应的进程，而自身在反应中不被消耗。
端粒酶就是一种酶，它能够在特殊的序列上进行催化反应。
3. DNA（Deoxyribonucleic Acid）：是生物体中负责遗传信息储存和传递的核酸分子。
端粒是由DNA组成的，它的特殊结构和功能与染色体的稳定性密切相关。
4. 催化反应（Catalytic Reaction）：是指酶能够加速和促进某些化学反应的进行。
端粒酶的功能就是在特定的DNA序列上进行催化反应，帮助维持染色体的稳定。
5. 有丝分裂（Mitosis）：是有核细胞分裂的过程，包括一系列的步骤，从一个细胞分裂为两个细胞。
端粒酶在有丝分裂过程中起到重要的作用，维持染色体的结构完整性和稳定性。
6. 减数分裂（Meiosis）：是有头细胞分裂的过程，主要发生在生殖细胞中，包括两个连续的细胞分裂步骤。
端粒酶也在减数分裂过程中发挥关键作用，确保染色体正确分离。
7. 细胞衰老（Cellular Senescence）：是指细胞功能衰退和增老的过程，与机体衰老和相关疾病发生有密切关系。
端粒酶在细胞衰老过程中起到调控作用，通过调控端粒的长度和稳定性，影响细胞衰老的速度和程度。
8. 癌症（Cancer）：是指由恶性肿瘤引起的疾病，具有不受控制地细胞分裂和生长的特点。
端粒酶在癌症发生和发展中也发挥重要作用，其活性和表达水平与肿瘤的形成和侵袭能力有关。
总之，端粒酶是一种重要的酶类，通过催化反应维持染色体的稳定，参与有丝分裂、减数分裂、细胞衰老和癌症等生理和疾病过程。
端粒酶在细胞再生和修复中的作用
端粒酶在细胞再生和修复中的作用细胞再生和修复是生物体维持正常功能和生命活动的基础。
然而，随着年龄的增长以及外界环境的影响，细胞会经历衰老和损伤，导致机体功能的下降和疾病的发生。
而端粒酶作为一种重要的酶类蛋白质，具有在细胞再生和修复中至关重要的作用。
本文将就端粒酶在细胞再生和修复中的机制、作用以及应用进行探讨。
一、端粒酶的基本特点端粒酶是一种存在于细胞核中的酶类蛋白质，其主要功能是保护染色体末端的端粒结构。
端粒是由特殊的DNA序列重复单元构成的，起到保护染色体稳定性和完整性的作用。
然而，由于DNA的复制过程中末端无法完全复制，导致端粒逐渐缩短并最终丧失功能。
而端粒酶则可以通过补充端粒序列，延长染色体的末端，从而维持染色体的整体稳定性。
二、端粒酶的机制端粒酶主要通过反转录酶活性完成对端粒的延长和修复。
其机理可以分为两个步骤：端粒序列的特异性识别和DNA链的合成。
首先，端粒酶识别并与端粒结构结合，通过特异性序列识别的方式确定合成的位置。
接着，端粒酶启动DNA链的合成，将RNA作为模板合成新的DNA链。
这样，就能够逐渐延长端粒序列，维持染色体的稳定性。
三、端粒酶的作用端粒酶在细胞再生和修复中具有重要作用：1. 延缓细胞衰老：随着细胞分裂和外界环境的影响，端粒不断缩短，导致染色体末端丧失保护，细胞进入老化状态。
而端粒酶通过补充和延长端粒序列，可以延缓细胞的衰老过程，维持细胞的正常功能。
2. 促进细胞再生：在组织损伤或疾病发生时，细胞再生是恢复组织功能的关键步骤。
而端粒酶可以促进衰老细胞的分裂和再生，加速受损组织的修复过程。
3. 预防疾病发生：端粒酶的活性与人体健康密切相关。
一些研究发现，端粒酶的活性水平与人的寿命和健康状态有关。
良好的端粒酶活性可以预防疾病的发生，提高机体的免疫功能。
四、端粒酶的应用端粒酶的研究和应用具有广阔的前景：1. 延缓衰老：端粒酶的发现为衰老相关疾病的治疗提供了新思路。
目前，一些研究正在探索使用端粒酶来延缓衰老和改善机体功能的方法。
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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。
hTR和hTERT基因的对照表达研究显示，hTR基因可在非永生化细胞中表达，而hTERT基因仅在永生化的肿瘤细胞中表达。
端粒酶与衰老的关系
端粒酶活性越高，端粒就越长，染色体的完整性、稳定性越好，细胞分裂次数增多，寿命延长。
正常人体细胞的端粒都随衰老而缩短，体细胞分裂是都会失去一部分端粒片段。
不同年龄的个体的体细胞寿命明显不同，其端粒的长度也不一样。
例如新生儿细胞可传代培养90代，而70岁老人的体细胞仅能培养20~32代。
这是因为正常细胞中的端粒酶没有活性，因此细胞每次分裂后端粒再加长而总在缩短，最终丧失了无限了无限增殖能力。
但是胚胎组织、造血干细胞·生殖细胞的端粒却例外的不断地被其端粒酶所加长，而得到用永生性的分裂增殖。
这与它们中端粒酶活性较高相关，是生物进化中维持种系生存的需要。
细胞分裂较快的组织，是端粒酶活性较高；细胞分裂较慢的组织，端粒酶活性较低。
实验证明，端粒酶主要有两个功能：一是端粒酶能自主的对端粒DNA富含G的链进行延长，而富含G的链又能通过G-G配对使其终端回折，形成特殊的发卡结构，这样DNA复制时新链51端缺失就可以补齐，解决了真核生物DNA 末端复制问题；另一功能是修复断裂的染色体末端，从而避免了核苷酸外切酶对染色体DNA更多切割，维护了基因组遗传的稳定性，断裂染色体末端即使没有完整的端粒重复序列存在，但如有符合您G、T的DNA存在，也能被端粒酶作为引物而延伸端粒序列，从而修复染色体断裂末端。
端粒酶对细胞增生、衰老及凋亡的调节是通过不同途径进行的。
其中端粒延长依赖机制作用缓慢，需要多代细胞的端粒进行性缩短积累到一定程度，才会诱发细胞静止信号激活；另外还有一种端粒延长非依赖性机制，作用较快，可能涉及到端粒三级结构改变，蛋白相互作用以及DNA转位变等。
总之，端粒在正常体细胞内可随着有丝分裂而缩短，它是决定细胞衰老的“生物钟”。
正常人体内唯有生殖细胞能使已缩短的端粒延长，各种内外因素通过调节端粒酶活性改变端粒缩短速度，从而影响人体寿命。
端粒酶目前的研究状况
随着瑞典卡罗林斯卡医学院10月5日宣布，将2009年诺贝尔生理学授予美国科学家伊丽莎白·布莱克本、卡萝尔·格雷德和杰克·绍斯塔克，以表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”，端粒和端粒酶开始进入人们的视野。
随着科学界的不断探索，发现药物刺激能成功令端粒酶转录酶恢复生机。
这项研究是有美国哈佛大学的肿瘤医生罗纳德·德宾霍进行的，科研成果发表在《自然》杂志他通过老鼠实验，第一次成功逆转了衰老过程。
在进行试验以前，这些动物的皮肤、大脑、内脏和其他器官与80岁老人的类似。
给它们服用可以打开一种关键性酶的药物仅2个月后，这些动物长出大量新细胞，它们几乎是经过彻底更新，已经返老还童了。
更令人吃惊的是，公鼠竟能令母鼠再度怀孕，养育大量后代。
德宾霍通过特殊方法使老鼠提前衰老，以模拟人类的衰老过程，然后利用药物刺激，成功令端粒酶逆转录酶重新恢复生机。
他希望这一技术能终止或放慢衰老过程，发现它和逆转它是件令人吃惊的事情。
他认为，最终应该能研制出一种可以在人类身上产生相同效果的药物。
就拿中年人来说，这种药物能延缓或防止他们患老年痴呆症、心脏病和糖尿病，甚至可延长寿命。
不过人们也要注意：高水平端粒酶逆转录酶可加速肿瘤生长，单凭一种药物不可能清除所有衰老问题。
端粒酶的的研究除了在抗衰老领域，还在肿瘤治疗领域取得一定的成就。
随着1949年Kim 创立“TRAP”法检测端粒酶活性，发现恶性肿瘤的端粒酶活性>良性肿瘤>正常细胞。
说明端粒酶的活性特异表达于恶心肿瘤，因而肿瘤细胞能“永生化”增殖。
如何抑制端粒酶在肿瘤细胞的活性成为治疗肿瘤细胞的一大课题。
目前，关于这个课题出现了几种抗癌策略。
分别是从转录水平和抑制其表达产物活性两个方面着手。
转录水平上，有反义核酸，突变RNA的引入两种方法，来阻止端粒酶的相关蛋白的表达。
另外，在抑制表达产物的活性反面，可研制端粒酶蛋白抑制剂和端粒酶生物学抑制剂来抑制端粒酶的活性，进而抑制癌细胞的无限增殖。
参考文献
①.查锡良、周春燕、关一夫等，生物化学，人民卫生出版社，2011，第七版，255~256
②.刘奇、刘雪平、王一兵等，抗衰老学，军事卫生科学出版社，2006，第一版，18~22
11级医学检验二班
09号徐渴晨。