端粒酶
端粒酶(Telomerase),在细胞中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,把DNA复制损失的端粒填补起来,使端粒修复延长,可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗,使得细胞分裂的次数增加。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,从而可能参与恶性转化。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 复制的缺陷填补起来,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,使得细胞分裂的次数增加。
基本信息
- 中文名
端粒酶
- 外文名
Telomerase
- 类别
在细胞中负责端粒的延长的一种酶
- 属性
基本的核蛋白的逆转录酶1
- 端粒构成
6个碱基重复序列和结合蛋白
- 作用
让端粒不损耗、增加细胞分裂次数
- 领域
生物学
功能特性
特性
端粒(Telomere)是真核细胞染色体末端的特殊结构。人端粒是由6个碱基重复序列(TTAGGG)和结合蛋白组成。端粒有重要的生物学功能,可稳定染色体的功能,防止染色体DNA降解、末端融合,保护染色体结构基因DNA,调节正常细胞生长。
由于正常细胞线性DNA复制时5'末端消失,随着体细胞不断增殖,端粒逐渐缩短。当细胞端粒缩至一定程度,细胞停止分裂,处于静止状态。故有人称端粒为正常细胞的“分裂钟”(Mistosis clock),端粒长短和稳定性决定了细胞寿命,并与细胞衰老和癌变密切相关。
浙江大学孔德华博士介绍,端粒酶(Telomerase)是使端粒延伸的反转录DNA合成酶。是个由RNA和蛋白质组成的核糖核酸-蛋白复合物。其RNA组分为模板,蛋白组分具有催化活性,以端粒5'末端为引物,合成端粒重复序列。
端粒酶的活性在真核细胞中可检测到,其功能是合成染色体末端的端粒,使因每次细胞分裂而逐渐缩短的端粒长度得以补偿,进而稳定端粒长度。主要特征是用它自身携带的RNA作模板,以dNTP为原料,通过逆转录催化合成后延长链5‘端DNA片段或外加重复单位。端粒酶在细胞中的主要生物学功能,是通过其逆转录酶活性复制和延长端粒DNA来稳定染色体端粒DNA的长度。
近年有关端粒酶与肿瘤关系的研究进展表明,在肿瘤细胞中端粒酶还参与了对肿瘤细胞的凋亡和基因组稳定的调控过程。与端粒酶的多重生物学活性相对应,肿瘤细胞中也存在复杂的端粒酶调控网络。通过蛋白质-蛋白质相互作用在翻译后水平对端粒酶活性及功能进行调控,则是研究端粒酶调控机制的热点之一。
合成
端粒的存在是为了维持染色体的稳定。没有端粒,则末端暴露,易被外切酶水解。而报道说端粒与生命长短有关,这只是个说法,还没成定论。端粒不是用DNA聚合酶来合成的,是用端粒酶来合成的。端粒酶中含有RNA模板,用来合成端粒。
开发历程
发现端粒
染色体末端的端粒
端粒是染色体末端的一段DNA片段。排在线上的DNA决定人体性状,它们决定人头发的直与曲,眼睛的蓝与黑,人的高与矮等等,甚至性格的暴躁和温和。其实端粒也是DNA,只不过端粒是染色体头部和尾部重复的DNA。把端粒当作一件绒线衫,袖口脱落的线段,绒线衫像是结构严密的DNA。细胞学家从来不对染色体棒尾巴拖出的DNA感兴趣。他们把注意力聚集在46条染色的基因图上面,而且把绘制的人类基因组草图的事大声喧哗。
人体衰老
1990年起Calvin Harley把端粒与人体衰老挂上了钩。他讲了三点,将它记录如下:
第一、细胞愈老,其端粒长度愈短;细胞愈年轻,端粒愈长,端粒与细胞老化有关系。衰老细胞中的一些端粒丢失了大部分端粒重复序列。当细胞端粒的功能受损时,出现衰老。而当端粒缩短至关键长度后,衰老加速,临近死亡。