端粒和端粒酶在衰老和癌症中的作用(端粒和端粒酶的生物学意义)

2022-11-14 22:02:15 0

端粒和端粒酶在衰老和癌症中的作用(端粒和端粒酶的生物学意义)

端粒(英文名:Telomere)是存在于真核细胞线状染色体末端的一小段DNA-蛋白质复合体,它与端粒结合蛋白一起构成了特殊的“帽子”结构,作用是保持染色体的完整性和控制细胞分裂周期。端粒、着丝粒和复制原点是染色体保持完整和稳定的三大要素。端粒其长度反映细胞复制史及复制潜能,被称作细胞寿命的“ 有丝分裂钟”。

端粒是短的多重复的非转录序列(TTAGGG)及一些结合蛋白组成特殊结构,除了提供非转录DNA的缓冲物外,它还能保护染色体末端免于融合和退化,在染色体定位、复制、保护和控制细胞生长及寿命方面具有重要作用,并与细胞凋亡、细胞转化和永生化密切相关。当细胞分裂一次,每条染色体的端粒就会逐次变短一些。

构成端粒的一部分基因约50~200个核苷酸,会因多次细胞分裂而不能达到完全复制(丢失),以至细胞终止其功能不再分裂。因此,严重缩短的端粒是细胞老化的信号。在某些需要无限复制循环的细胞中,端粒的长度在每次细胞分裂后,被能合成端粒的特殊性DNA聚合酶-端粒酶所保留。

端粒DNA是由简单的DNA高度重复序列组成,端粒酶可用于给端粒DNA加尾,DNA分子每次分裂复制,端粒就缩短一点(如冈崎片段),一旦端粒消耗殆尽,细胞将会立即激活凋亡机制,即细胞走向凋亡。

功能

稳定染色体末端结构,防止染色体间末端连接,并可补偿滞后链5'末端在消除RNA引物后造成的空缺。

组织培养的细胞证明,端粒在决定动植物细胞的寿命中起着重要作用,经过多代培养的老化细胞端粒变短,染色体也变得不稳定。细胞分裂次数越多,其端粒磨损越多,细胞寿命越短。

端粒DNA是由简单的DNA高度重复序列组成的,染色体末端沿着5'到3' 方向的链富含 GT。在酵母和人体中,端粒序列分别为C1-3A/TG1-3和TTAGGG/CCCTAA,并有许多

端粒酶作用的模式 蛋白与端粒DNA结合。

端粒DNA主要功能有:

第一,保护染色体不被核酸酶降解;

第二,防止染色体相互融合;

第三,为端粒酶提供底物,解决DNA复制的末端隐缩,保证染色体的完全复制。

端粒、着丝粒和复制原点是染色体保持完整和稳定的三大要素。同时,端粒又是基因调控的特殊位点, 常可抑制位于端粒附近基因的转录活性(称为端粒的位置效应,TPE)。

在大多真核生物中,端粒的延长是由端粒酶催化的。另外,重组机制也介导端粒的延长。

在人类的端粒里,大概会有 [1]

5'...TTAGGG TTAGGG TTAGGG TTAGGG TTAGGG TTAGGG..3' 3'...AATCCC AATCCC AATCCC AATCCC AATCCC AATCCC..5'

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