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2.1端粒酶的结构…………………………………………………………………………………1

2.2端粒酶的功能……………………………………………………………...…………………...1

2.3人类为什么会衰老……………………………………………………………………..........2

2.4端粒…………………………………………………………………………………………………......2

2.5端粒酶使细胞“长生不老……………………………………………………………...…...3

2.6细胞的不死性………………………………………………………………………………...…..3

2.7展望……………………………………………………………………………………………...……..4

参考文献……………………………………………………………………………………….…………...5

端粒酶与机体衰老

摘要

端粒酶是一种逆转录酶，是一种由蛋白质和RNA构成的核糖核蛋白体。

其RNA成分中含有与端粒DNA富G链互补的部分，起着合成模板的作用。

近年来有关研究表明，端粒、端粒酶与细胞寿命直接相关。

端粒酶具有对端粒的延伸作用，在没有端粒酶的细胞中，端粒会逐渐缩短直至损害基因；

有端粒酶存在的细胞，则该酶会不断补充新的端粒，使之处于一种不断伸缩的动态平衡中。

因此对端粒酶与机体衰老的关系的研究已经成为一个人们共同关注的热点

关键词：

端粒端粒酶细胞寿命机体衰老

ABSTRACT

TelomeraseisakindofribonucleoproteinthatismadeofakindofproteinandRNA.TheRNAcontaintelomereDNAthatrichGchaincomplementaryparts,playstheroleofthetemplatesynthesis.Inrecentyears,thestudyshowsthattelomereandtelomerasedirectlyrelatedtocelllife.Telomeraseispossessedoftheextensionoftelomeresrole.Withouttelomeraseinthecell,thetelomereswillgraduallyshortenuntildamagethegenes;

withtelomeraseexistingcells,theenzymewillcontinuouslyaddnewtelomere,makeinaconstantexpansionofdynamicbalance.Thereforetherelationshipbetweentelomeraseandagingbodyofresearchhasbecomeacommonfocusofattentionofpeople

Keywords：

telomereTelomerase：

低精蛋白锌胰岛素celllifeagingbody

一前言

近年来，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的天然末端，由许多重复序列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，避免遗传信息在复制过程中丢失，维持细胞稳定性的作用。

端粒酶是一种核酸蛋白复合体，是端粒复制所必须的一种特殊的DNA聚合酶，由RNA单链和结合的蛋白成分共同构成，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，但在大多数的正常人体细胞中没有活性。

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，对抵抗衰具有重要的理论和实际意义。

二本论

2.1端粒酶的结构

1985年，Blackburn实验室在四膜虫细胞核撮物中首次发现并纯化了一种物质，它具有端粒特异性末端转移酶活性，可以不依赖于α-DNA聚合酶和DNA模板使端粒序列自我复制从而延长并维持端粒长度。

Blackburn将之命名为端粒酶。

研究得知，端粒酶是由小分子RNA和蛋白质组成的一种自身携带模板的核糖核酸蛋白酶，它能够利用自身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。

其中，镶嵌在蛋白质内部的核酸为端粒酶将六聚体核苷酸连接到染色体末端提供模板，是端粒酶呈现活性的必需组分。

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500~1500kDa，与hTR和hTERT有关的其它亚单位是端粒酶复合物的一部分

2.2端粒酶的功能

端粒酶（Telomerase），在中细胞负责端粒的延长的一种酶，是基本的核蛋白逆转录酶，可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端。

端粒在不同物种细胞中对于保持染色体稳定性和细胞活性有重要作用，端粒酶能延长缩短的端粒（缩短的端粒其细胞复制能力受限），从而增强体外细胞的增殖能力。

端粒酶在正常人体组织中的活性被抑制，在肿瘤中被重新激活，端粒酶可能参与恶性转化。

端粒酶在保持端粒稳定、基因组完整、细胞长期的活性和潜在的继续增殖能力等方面有重要作用。

端粒酶的存在，就是把DNA克隆机制的缺陷填补起来，即由把端粒修复延长，可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗，使得细胞分裂克隆的次数增加。

但是，在正常人体细胞中，端粒酶的活性受到相当严密的调控，只有在造血细胞、干细胞和生殖细胞，这些必须不断分裂克隆的细胞之中，才可以侦测到具有活性的端粒酶。

当细胞分化成熟后，必须负责身体中各种不同组织的需求，各司其职，于是，端粒酶的活性就会渐渐的消失。

对细胞来说，本身是否能持续分裂克隆下去并不重要，而是分化成熟的细胞将背负更重大的使命，就是让组织器官运作，使生命延续。

2.3人类为什么会衰老

我国医学专家童坦君、张宗玉两位教授经过10多年的研究，破解了人类衰老之谜，得出了人类衰老细胞基因调控能力减退与特异转录因子相关的结论。

童坦君、张宗玉夫妇是北京大学医学部生物化学与分子生物学系教授。

他们对人类衰老的研究始于上世纪80年代，并接受了国家自然科学基金重点项目———衰老分子机理与生物学年龄指征的研究。

今年3月，在全国人大常委会副委员长、北京大学副校长、北大医学部主任韩启德的倡导和支持下，童坦君、张宗玉夫妇成立了国内首家衰老研究中心。

据童坦君介绍，人类衰老的机理极其复杂，其学说不下几十种，如免疫学说、神经内分泌学说、自由基因学说、蛋白质合成差错累积学说等。

近年从分子与基因水平上提出的基因调控学说、DNA损伤修复学说、线粒体损伤学说以及端区假说已成为国际研究热点，这也是童坦君、张宗玉夫妇在人类衰老机理方面研究的成果。

在衰老中心简陋的办公室内，两位老人接受了记者的专访，他们用通俗的语言解释了人类为什么会衰老？

衰老机理如何？

童坦君首先介绍了一个专业名词———端粒（又称端区），它是细胞染色体末端的一种用显微镜可以见到的呈条状的物质。

端粒有长短，随年龄增加而越来越短，端粒的消失，会使染色体发生畸变，从而使人类细胞丧失复制能力，最终导致细胞衰老。

2.4端粒

　　端粒是存在于真核生物线性染色体末端，由串联重复的短的dsDNA序列及其相关的蛋白所组成的DNA蛋白复合体。

dsDNA中的一条为富G链，以5′→3′指向染色体末端，比另一条互补链长8个～12个碱基，这是端粒DNA分子的结构特征，是端粒酶识别工作的基础。

　　端粒既有高度的保守性；

如原生动物、真菌、植物、动物序列都很相似；

又有种属特异性，如四膜虫重复序列为GGGGTT，草履虫为TTGGGG，人和哺乳动物为TTAGGG，等等。

端粒的功能除保证DNA完整复制外，还在维持染色体结构稳定（保护染色体不分解和染色体重排及末端不相互融合等），染色体在细胞中的定位（使之不随机分布）和引起细胞衰老等方面起着重要作用。

众所周知，真核DNA是线性DNA，复制时由于模板DNA起始端为RNA引物先占据，新生链随之延伸；

引物RNA脱落后，其空缺处的模板DNA无法再度复制成双链。

因此，每复制一次，末端DNA就缩短若干个端粒重复序列，即出现真核细胞分裂中的“末端复制问题”。

当端粒缩短到一定程度时即引起细胞衰老，故端粒又称“细胞分裂计时器”。

2.5端粒酶使细胞“长生不老”

美国德克萨斯大学西南医学中心的细胞生物学及神经系统科学教授杰里.谢伊和伍德林.赖特做了这样一项试验：

在采集的包皮细胞（包皮环切术的附带产物）中导入某种基因，该基因可使细胞产生一种酶——端粒酶（telomerase）。

一般来说，包皮细胞在变老之前可分裂60次左右。

但在上述试验中，细胞已分裂了300多次却毫无终止的征兆，也没有显示任何异常的迹象。

“细胞在端粒酶的作用下，就像被注入了兴奋剂的小兔子，”谢伊说，“它们只管没完没了地分裂繁殖。

”

与此同时，谢伊和赖特的合作伙伴——美国杰龙（Geron）公司的研究人员，采用人体视网膜细胞做了相同的试验。

结果，这些细胞似乎也变得长。

2.6细胞的不死性

正常体细胞中（生殖细跑、干细胞及外周淋巴细胞等除外），一般很难测知端粒酶的活性。

所以随着细胞的不断分裂，染色体末端的端粒序列便会不断缩短，当人的TRF缩短到临界长度（Checkpoint）5Kbp～7Kbp时，就有信号指令细胞退出细胞周期（

），并启动细胞衰老机制，使细胞出现衰老。

如果细胞此时被病毒感染，或某些抑癌基因如

、

等发生突变，则细跑可以越过

期而继续分裂。

此时端粒酶仍然没有活性，端粒长度继续缩短，最终当端粒长度短到极限，即TRF为2Kbp～4Kbp时，细胞进入危机期（

），这时，由于染色体端粒对染色体的保护作用丧失，染色体不稳定性增加，染色体间出现端——端融合的现象，细胞因而死亡。

相反，在有端粒酶活性的细胞中，由于端粒不断得到补充延伸，因而细胞会表现不死性。

例如，研究表明：

精子等胚性细胞内可检测出端粒酶活性，因而细胞中端粒的长度稳定而且很长，表现为永生细胞；

而在没有端粒酶活性的细胞中，随着细胞分裂的进行，当TRF长度缩短为2Kbp～4Kbp时，细胞进入危机期（

），此时大多数细胞就会死亡。

但其中有极少数细胞其端粒酶活性因某些原因被激活，从而使瑞粒不断维持在一定的长度而不再缩短，因而稳定了染色体，细胞亦逃过死亡成为无限增殖的细胞——肿瘤细胞。

所以许多肿瘤组织和转化细胞都在不断细胞分裂中维持稳定而短的TRF。

2.7展望

衰老机制首先要明确的问题就是人为什么会死亡，只有对这个过程的机制了解的足够透彻，做到永生并非不可能。

端粒酶的存在，算是把DNA克隆机制的缺陷填补起来，藉由把端粒修复延长，可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗，使得细胞分裂克隆的次数增加。

端粒酶让人类看到长生不老的曙光。

参考文献：

1、马鹤雯，张玉静，阮承迈等《端粒（酶）同癌症与衰老关系的研究进展》《国外医学遗传学分册》2000年第23卷第3期

2、《端粒、端粒酶与衰老》生物谷网站

3、许娜，潘文干，刘玉莲《端粒系统与人类衰老关系》《吉林医药学院学报》2006年9月27卷3期

4、《端粒、端粒酶与衰老和癌症的关系》寻医问药网

5、宋淑霞,吕占军《T、B细胞衰老及其分子机制研究进展》

6、翟中和，王喜忠，丁明孝《细胞生物学》

7、张宗玉，童坦君《中华老年医学》杂志

河北大学学年论文（课程设计）任务书

（指导教师用表）

学生姓名

马宙

指导教师

论文（设计）题目

主要研究

（设计）内容

近年来，端粒酶同人类衰老的关系是生命科学研究的热点之一。

研究方法

查阅文献，综合分析。

主要任务

及目标

通过文献的查找阅读，了解与糖尿病的研究与治疗相关的知识和研究进展，从而提高文献查找、阅读、科研论文的写作及分析问题的能力。

主要参

考文献

进度安排

论文（设计）各阶段名称

日期

文献查找

2011.11

文献阅读

2011.12

综合写作

2011.12-2012.1

指导教师签字:

系主任签字：

主管教学院长签字：

河北大学学年论文（课程设计）成绩评定表

学院：

生命科学学院

学生姓名

专业年级

生物工程2009级

论文（设计）内容提要

指导教师评语

成绩：

指导教师（签名）：

年月日