端粒和端粒酶..ppt

端粒和端粒酶 telomere and telomerase 泰山学堂2013级生物取向郭雪莹 1）端粒和端粒酶的定义 2）二者的结构和功能 3）合成端粒的机制 4）在细胞衰老中的作用 1、端粒是染色体末端由重复DNA序列和相关蛋白组成的特殊结构，具有稳定染色体结构和完整性的功能。  2、端粒酶是核蛋白逆转录酶，以自身RNA为模板，合成端粒DNA，将端粒DNA加至真核细胞染色体末端，为细胞持续分裂提供遗传基础。 端粒的结构和功能 由富含G和T的6碱基重复序列组成，结合一些蛋白质，构成染色体的“末端保护帽”。没有游离的末端是染色体末端稳定的关键。 端粒的结构特点 GT链的5’端 3’端，总是指向染色体的末端。 重复次数不保守。 链区内有缺口即游离的3’-OH存在。 DNA的最末端不能进行末端标记，推测其分子是一个回折结构。 端粒的作用 稳定染色体末端结构； 保持染色体DNA遗传信息复制的完整性，解决决DNA末端复制问题； 与细胞衰老有关。细胞愈年轻，端粒愈长；细胞愈老，端粒愈短。 端粒酶的结构 由RNA组分和蛋白质组分组成。 端粒酶结构包括３部分：端粒酶ＲＮＡ(ｈＴＲ）； 端粒酶催化亚单位（ｈＴＥＲＴ） 端粒相关蛋白质１（ＴＰｌ／ＴＬＰｌ）。另外，还有ｈＳＰ９0，ｐ２３和ｄｙｓｋｅｒｉｎ等。 其中ｈＴＥＲＴ和ｈＴＲ是端粒酶最关键的结构。 ｈＴＲ的结构改变或成分的丢失均会影响端粒酶的活性。 ｈＴＥＲＴ为端粒酶的催化亚基，是一个包含１１３２个氨基酸残基的多态链。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Ｔ框架保守区域。其编码基因位于染色体５ｐ上。ｈＴＥＲＴ是端粒酶起作用的关键结构和主要调控亚单位，它可以通过逆转录ｈＴＲ模板序列，合成端粒ＤＮＡ重复序列并添加到染色体末端，从而延长端粒长度。 对端粒酶活性的表达，ｈＴＲ和ｈＴＥＲＴ两种组分缺一不可，但它们的表达调控应该是分离的。 ｈＴＲ在人的组织细胞中广泛表达，是一个普遍现象。 而ｈＴＥＲＴ只在有端粒酶活性的细胞中（如生殖细胞、各种具有分裂增殖能力的细胞和绝大多数肿瘤细胞）表达。 在端粒酶阴性的细胞中导入编码ｈＴＥＲＴ的基因，则可重建细胞的端粒酶活性，结果细胞的端粒增长，寿命延长。 ｈＴＥＲＴ的ｍＲＮＡ水平和蛋白表达水平则总是与端粒酶活性呈正相关。端粒酶活性阳性细胞中的ｈＴＥＲＴ基因突变或沉默，则细胞端粒酶活性消长，老化过程延缓，甚至出现永生化现象 端粒的结合或相关蛋白最重要的是人端粒重复序列结合因子ＴＲＦＩ,ＴＲＦ２，ＰＯＴｌ，Ｋｕ７０，Ｋｕ８０，Ｔａｎｋｙｒａｓｃｌ，ＰＩＮＸｌ，ＴＩＮ２和ｈＲａｐｌ等。 ＴＲＦｌ和ＴＲＦ２均专一性地与端粒ＤＮＡ重复序列结合。 ＴＲＦｌ对端粒的长度起负调控作用，可以在一定程度上抑制端粒酶在端粒末端的行为； ＴＲＦ２则可以防止染色体末端相互融合，对维持端粒的正常结构必不可少。 其他相关蛋白则可与它们形成复合体，共同行使调控端粒的长度和保护端粒末端结构等功能作用。 端粒酶对端粒的作用 近年来，针对端粒酶为作用靶点的抗肿瘤研究非常活跃，其研究目标就是寻找各种有效的途径来抑制肿瘤细胞的端粒酶活性，目前主要的途径有以下几种： 阻断端粒酶ＲＮＡ的模板作用，包括： 1、反义ｈＴＲ、反义寡核苷酸、锤头状核酶和肽苷酸等； 2、针对端粒酶催化亚基的抑制剂：ｈＴＥＲＴ抑制剂、端粒酶蛋白抗体、ＰＫＣ调节剂等； 3、其他抑制剂。 Although much work has been done investigating cellular aging and telomere length, the connection between telomere length and organismal longevity is not straightforward. Formulated by Harley, the telomere hypothesis of cellular aging postulated that telomeres serve as an internal mitotic clock in telomerase negative mammalian somatic cells and when telomere length is exhausted cellular senescence and the eventual death ensues. Multiple studies have found varying results in terms of telomere length and overal