端粒和端粒酶概述课件.ppt

三种不同生物的端粒酶TR二级结构绿色的代表结合 TERT的保守区. 红色的是重复序列相应的模版一般是DNA中重复序列的一个半拷贝。 TR的结构 具有一个特殊的 T 结构域和7个保守的逆转录酶结构域 。这些保守的结构域在 TERT和模板 RNA结合以及发挥端粒酶活性上起着重要作用。 TERT是一个进化上高度保守的蛋白 逆转录酶的亚基经过研究发现，在体内是以二聚体的形式存在的，根据这个现象结合对HIV-1的研究成果，可以在理论上构建人工的端粒酶活性抑制剂。 2.2 端粒酶的功能 端粒酶的核心作用是延长端粒，从而维持端粒在复制分裂中保持一定长度，为细胞具有不断复制提供遗传基础。 TR和TERT是端粒酶发挥作用的核心组分，分别提供模板和逆转录合成端粒DNA。 端粒酶延长端粒的模式 端粒酶可结合到3’末端上，RNA模板5’端识别DNA的3’端并相互配对，以RNA链为模板使DNA链延伸合成一个重复单位后在跳跃到（也可以连续移动）另一个单位；3’端单链又可回折作为引物合成相应的互补链。 其活性只需dGTP和dTTP，组装时需要DNA聚合酶的参与。 端粒的长度不取决于端粒酶，而是由其他结合于端粒酶的蛋白决定。 端粒酶的活性 在生殖细胞中，由于存在端粒酶的活性，端粒保持约15kb长度，而在成年人的大部分体细胞中，由于不存在其活性，端粒要短得多。 90年,Harley等人用人工合成的(TTAGGG)3作探针，对胎儿、新生儿、青年人及老年人的成纤维细胞进行端粒长度测量，发现其长度岁年龄增长而缩短。由此提出了著名的生命钟理论。 生命钟假说 人体细胞中端粒酶合成和延长端粒的作用是在胚系细胞中完成的，当胚胎发育完成以后，端粒酶活性就被抑制。即在胚胎发育时期获得的端粒，应已足够维系人体的整个生命过程中因细胞分裂所致的端粒缩短。 所以， 当人体出生以后，染色体端粒就象是一个伴随着细胞分裂繁殖的“生命之钟”，它历数着细胞可分裂的次数同时也见证了细胞由旺盛地生长繁殖到走向衰老死亡的整个生命历程。” 细胞的永生态 P53基因、Rb基因是广为人知的介导细胞衰老进入凋亡程序的重要因素。 若这两个基因异常，那么细胞会继续分裂进入危险期，大部分由于端粒过短而死亡，极少数细胞由于激活了端粒酶得以永生或维持更长的复制代数—— 。 癌细胞 三、端粒、端粒酶与细胞衰老和肿瘤发生机制初探 端粒酶的直接或间接抑制剂不仅可以用于肿瘤的治疗,而且端粒酶活性的高低还可以用一些临床良性表现但具有潜在恶性变的肿瘤的发展趋势给予判断。 此外,端粒酶测定在肿瘤的检测和预后效果的估价上也有重要意义！ 肿瘤细胞的两个特点 端粒酶被激活，个体细胞端粒长度虽然不同，但比分化了的体细胞长。 细胞复制周期失调，周期的失调同时影响端粒调控复制机制。 因此我们可以从这两方面现象入手，运用细胞生物学方法和分子生物学技术来寻找相关因子推断调控机制。 两种蛋白的发现 到目前端粒酶调控机制还没有完全弄清，但近20年的大量研究发现人体中的TRF1和TRF2蛋白能够特异性结合在端粒上。 TRF2的作用主要与催化D环的形成。 TRF1的过度表达会导致端粒长度的进行性缩短,并证实TRF1并不是通过控制端粒酶的表达,而是通过阻碍端粒酶与端粒的结合而发挥的作用。而一种名为Tankyrase 的酶可以将TRF1从端粒上解离下来。 影响端粒酶的活性的新发现 2005年，韩国科学家通过把MKRN1基因转染进癌细胞并使其表达。 结果发现，不断进行细胞分裂成长的癌细胞出现老化死亡的现象。这是因为，该基因抑制了癌细胞内端粒酶的作用,但它的作用仅限于癌细胞。 应用端粒知识治疗癌症 通过抑制端粒酶活性（阻抑或关闭模板、抑制逆转录酶亚基活性、阻止端粒酶基因转录、破坏二聚体结构等） 通过阻止端粒与端粒酶结合（过表达TRF1蛋白基因、降低Tankyrase活性、阻止合成TRF2以阻止D环形成等） 端粒问题为克隆造成的麻烦 多利出生后的年龄检测表明其出生的时候就上了年纪。她6岁的时候就得了一般老年时才得的关节炎。这样的衰老被认为是端粒的磨损造成的。随着细胞分裂，端粒在复制过程中不断磨损，这通常认为是衰老的一个原因。 小结 除端粒的功能外，端粒的发现过程也带给我们很多启示，首先，科学工作者不能将自己的思路禁锢在自己相对较窄的研究领域，与不同领域的人多加交流，换角度思考问题都会使人的思想更为开阔。 其次，在进行高风险、高回报研究时要勇于设想、敢于实践。 再则，对新鲜有趣的事物要积极探究真相，即便最初可能看不到它的利用价值。因为人类了解世界的过程就像盲人摸象，人们最先看到