端粒
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英文名： Telomeres
端粒是線狀染色體末端的一種特殊結(jié)構(gòu)，在正常人體細胞中，可隨著細胞分裂而逐漸縮短。把端粒當作一件絨線衫袖口脫落的線段，絨線衫像是結(jié)構(gòu)嚴密的DNA，排在線上的DNA決定人體性狀。它們決定人頭發(fā)的直與曲，眼睛的藍與黑，人的高與矮等等，甚至性格的暴躁和溫和?！ ?/p>
目錄 |
功能
穩(wěn)定染色體末端結(jié)構(gòu)，防止染色體間末端連接，并可補償滯后鏈5'末端在消除RNA引物后造成的空缺。
組織培養(yǎng)的細胞證明，端粒在決定動植物細胞的壽命中起著重要作用，經(jīng)過多代培養(yǎng)的老化細胞端粒變短，染色體也變得不穩(wěn)定。
細胞分裂次數(shù)越多，其端粒磨損越多，壽命越短。 通常情況下，運動加速細胞的分裂，運動量越大，細胞分裂次數(shù)越多，因此壽命越短。所以體育運動一定要適可而止?！ ?/p>
組成
端粒DNA是由簡單的DNA高度重復序列組成的，染色體末端沿著5'到3' 方向的鏈富含 GT。在酵母和人體中，端粒序列分別為C1－3A/TG1－3和TTAGGG/CCCTAA，并有許多蛋白與端粒DNA結(jié)合。端粒DNA主要功能有：第一，保護染色體不被核酸酶降解；第二，防止染色體相互融合；第三，為端粒酶提供底物，解決DNA復制的末端隱縮，保證染色體的完全復制。端粒、著絲粒和復制原點是染色體保持完整和穩(wěn)定的三大要素。同時，端粒又是基因調(diào)控的特殊位點, ?？梢种莆挥诙肆８浇虻?a href="/w/%E8%BD%AC%E5%BD%95" title="轉(zhuǎn)錄">轉(zhuǎn)錄活性（稱為端粒的位置效應，TPE）。在大多真核生物中，端粒的延長是由端粒酶催化的，另外，重組機制也介導端粒的延長?！ ?/p>
發(fā)現(xiàn)之旅
科學家們在尋找導致細胞死亡的基因時，發(fā)現(xiàn)了一種叫端粒的存在于染色體頂端的物質(zhì)。端粒本身沒有任何密碼功能，它就像一頂高帽子置于染色體頭上。在新細胞中，細胞每分裂一次，染色體頂端的端粒就縮短一次，當端粒不能再縮短時，細胞就無法繼續(xù)分裂了。這時候細胞也就到了普遍認為的分裂100次的極限并開始死亡。因此，端粒被科學家們視為“生命時鐘”。
科學家由此又開始研究精子和癌細胞內(nèi)的染色體端粒是如何長時間不被縮短的原因。1984年，分子生物學家在對單細胞生物進行研究后，發(fā)現(xiàn)了一種能維持端粒長度的端粒酶，并揭示了它在人體內(nèi)的奇特作用：除了人類生殖細胞和部分體細胞外，端粒酶幾乎對其他所有細胞不起作用，但它卻能維持癌細胞端粒的長度，使其無限制擴增。
早在30年代，繆勒(Muller)和麥克林托克(Meclintock)等就已發(fā)現(xiàn)了端粒結(jié)構(gòu)的存在。1978年，四膜蟲的端粒結(jié)構(gòu)首先被測定。1990年起，凱文．哈里(Calvin Harley)就把端粒與人體衰老掛上了鉤：第一、細胞愈老，其端粒長度愈短；細胞愈年輕，端粒愈長，端粒與細胞老化有關(guān)系。衰老細胞中的一些端粒丟失了大部分端粒重復序列。當細胞端粒的功能受損時，就出現(xiàn)衰老，而當端?？s短至關(guān)鍵長度后，衰老加速，臨近死亡。第二、正常細胞端粒較短。細胞分裂會使端粒變短，分裂一次，縮短一點，就像磨損鐵桿一樣，如果磨損得只剩下一個殘根時，細胞就接近衰老。細胞分裂一次其端粒的DNA丟失約30～200bp(堿基對)。第三、研究發(fā)現(xiàn)，細胞中存在一種酶，它合成端粒。端粒的復制不能由經(jīng)典的DNA聚合酶催化進行，而是由一種特殊的逆轉(zhuǎn)錄酶——端粒酶完成。正常人體細胞中檢測不到端粒酶。一些良性病變細胞，體外培養(yǎng)的成纖維細胞中也測不到端粒酶活性。但在生殖細胞、睪丸、卵巢、胎盤及胎兒細胞中此酶為陽性。令人注目的發(fā)現(xiàn)是，惡性腫瘤細胞具有高活性的端粒酶，端粒酶陽性的腫瘤有卯艇癌、淋巴瘤、急性白血病、乳腺癌、結(jié)腸癌、肺癌等等。人類腫瘤中廣泛地存在著較高的端粒酶耥端撾酶作為腫瘤治療的靶點，是當前較受關(guān)注的熱點之一。
其他與壽命有關(guān)的基因也在被不斷地發(fā)現(xiàn)，它們的工作原理與端粒相似?？茖W家們不但希望能找到人體內(nèi)所有的生命時鐘，更希望找到撥慢時鐘的方法。目前很多植物的端粒酶已被提取出，許多國家的研究組正在從事相關(guān)課題的研究。有觀點聲稱，即使可保護端粒在分裂中不被降解的藥物被發(fā)明，其對于生命常青的意義也有待商榷，應為當一個老年人被植入年輕的端粒后，其身體是否能接受還是一個問題
憑借“發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶是如何保護染色體的”這一成果，揭開了人類衰老和罹患癌癥等嚴重疾病的奧秘的三位美國科學家（美國加利福尼亞舊金山大學的伊麗莎白?布萊克本(Elizabeth Blackburn)、美國巴爾的摩約翰?霍普金斯醫(yī)學院的卡羅爾?格雷德(Carol Greider)、美國哈佛醫(yī)學院的杰克?紹斯塔克(Jack Szostak)。） 獲得2009年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
相關(guān)遺傳病
在染色體亞端粒區(qū)存在高度同源性序列在減數(shù)分裂過程中發(fā)生異常同源重組，而導致該區(qū)域發(fā)生微小的缺失、重復或染色體相互易位，稱為染色體亞端粒區(qū)重組異常。該疾病患者主要表現(xiàn)為不同程度的智力低下、伴有生長發(fā)育遲緩和各器官、系統(tǒng)的畸形。目前研究發(fā)現(xiàn)由此機制導致的智力低下約占智力低下患者的三體綜合征。
圖片說明：端粒就像DNA的帽子，保護DNA重要信息不丟失(圖片來源：ALFRED PASIEKA/ SCIENCE PHOTO LIBRARY)
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