端粒系统与人类衰老.doc

端粒系统与人类衰老 李昶 （中山大学 06级逸仙班 学号 摘? 要：近年来，端粒系统（端粒、端粒酶）同人类衰老的关系是生命科学研究的热点之一，端粒是真核生物染色体末端的特殊结构，由许多重复序列及相关蛋白质组成；端粒酶是一种核酸蛋白复合体，由RNA和结合的蛋白共同构成。近年来大量实验证明，端粒、端粒酶同衰老之间存在相关性。 关? 键? 词：端粒；端粒酶；衰老 端粒（telomere）是染色体末端由DNA与调节蛋白组成的特殊复合体，具有防止染色体末端降解、融合而起到保护染色体完整性、维持细胞稳定性的作用。端粒酶（telomerase）则是一种核酸蛋白酶，能利用自身RNA为模板合成端粒DNA，弥补随着细胞有丝分裂逐渐缩短的端粒长度。研究发现：衰老者的端粒缩短，因此对端粒及端粒酶的研究，将有助于阐明细胞衰老的机制，对抵抗衰老具有重要的理论和实际意义。本文端粒和端粒酶与衰老的有关内容综述。以有丝分裂方式增殖的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的过程。包括间期和有丝分裂期。细胞生命活动大部分时间是在间期度过的间期是细胞合成DNA、RNA、蛋白质和各种酶的时期，是为细胞分裂准备物质基础的主要阶段。间期合成DNA的时期称S期，S期后和分裂期(M期)之间有一个间隙不合成DNA，称为G2期，在M期后和S期之间另有一个间隙，也不合成DNA称G1期。G1期。进行大量物质合成时期。细胞体积逐渐增大，制造RNA。RNA的合成又导致结构蛋白和酶蛋白的形成，这些酶又控制着形成新细胞成分的代谢活动。G1期持续时间变异很大，多数细胞的G1期较长，是与细胞需要增加质量有关。G0期。细胞周期的调节主要是通过G1期的阻留而实现的，G0期即指细胞处于阻留的状态。细胞通过M期一分为二，有的可继续分裂进行周期循环，有的转入?G0期。G0期是脱离细胞周期暂时停止分裂的一个阶段。但在一定适宜刺激下，又可进入周期。S期。在这一阶段完成DNA的合成以及合成与DNA组装构成染色质等有关的组蛋白。DNA含量在此时期增加一倍。S期终结时，每一染色体复制成两个染色单体。G2期。是DNA复制结束和开始有丝分裂之间的间隙，在这期间细胞合成某些蛋白质和RNA分子，为进入有丝分裂提供物质条件。G2期合成的是染色体浓缩以及形成有丝分裂器所需的成分。有人认为G2期继续完成从S期就开始的微管蛋白的合成，为M期纺锤丝的组装提供原料?。在G2?晚期开始合成有丝分裂因子。M期。有丝分裂时期，分为前期、中期、后期和末期Da全称道尔顿（Dalton），是分子量最常用的单位，就是将分子中所有原子按个数求原子量的代数和。大分子，常用KDa（千道尔顿）来表示。bp是碱基对，全称base pair。有时也常用kbp来表示。对于RNA，一般用b表示，代表碱基数。 hTERT——端粒酶逆转录酶基因hTR——人端粒酶RNA组份rDNA ——可以转录产生rRNA的基因p53、RB、p16INK4、ATM、APCKras——一种原癌基因 hMSH2——一种DNA错配修复基TRF——人结肠端粒限制性片段端粒系统端? 粒20世纪30年代，缪勒(Muller)和麦克林托克(Meclintock)等发现了端粒结构的存在。1978年，Blackburn和Gall首次阐明了四膜虫rDNA可以转录产生rRNA的基因分子的末端结构，他们发现这种rDNA每条链的末端均含有大量的重复片段，并且这些大量重复的片段多是由富含G、C的脱氧核苷酸形成的简单序列串联而成，为端粒。此后的研究结果表明，几乎所有的真核细胞都存在端粒，它是真核生物染色体线性DNA分子末端的基本结构或序列，对维持染色体的稳定性和DNA完整复制具有重要作用，能防止染色体之间相互融合，并能使DNA分子在没有丢失成分的前提下完整复制。细胞生命周期有限，染色体端粒随细胞的分裂不断丢失，当端粒长度减小到一定程度，就会促发细胞衰老、死亡。端粒被认为是细胞有丝分裂的“生物钟”。细胞在有丝分裂过程中，端粒DNA不断丢失，由端粒酶维持端粒长度。端粒酶1985年，Greider和Blackburn首次证实了一种不需要模板即可在四膜虫染色体端粒3′端安上TGGGG的酶——端粒酶端粒酶是一种自身携带模板的核糖核酸蛋白酶，能够利用自身RNA为模板合成端粒DNA，作为依赖RNA的一种特殊DNA聚合酶，属逆转录酶。体外重建端粒酶显示，端粒酶功能行使最低限度需要两个部分，RNA组分和催化亚单位。通过纯化端粒酶全酶可知，人类端粒酶复合物的分子量约为500~1500 kDa，与hTR人端粒酶RNA组份和hTERT端粒酶逆转录酶基因有关的其它亚单位是端粒酶复合物的一部分研究表明，端粒酶主要具有两个功能，一是端粒酶能自主地对端粒DNA富含G的链进行延长，而富含G的链又能通过GC配对使其终端回