《端粒酶和抗体酶》PPT课件
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端粒缩短是触发衰老的分子钟。
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3
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4
端粒的发现
1930’，著名的遗传学家 B.Mcclintock 和 HJ.Müller发现：染色体的末端可维持染 色体的稳定性
Müller将它定义为“telomere”，这是由希 腊语“末端”（telos）及“部分” （meros）组成的。
染色体失去了这些片段，就会互相粘连到 一块，发生结构及功能上的改变，从而影 响到细胞的分裂与生长
将它命名为：“端粒酶”（telomerase）
进一步的研究揭示了端粒与端粒酶在细胞的生 长及肿瘤发生中有非常重要的意义，现正成为 一个研究的热点
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19
端粒酶(telomerase)
特点：
1. 由RNA和蛋白质构成的复合物
2. 端粒酶是真核细胞内染色体完全复制的关键
酶，是一种RNA依赖的DNA聚合酶。为特殊的
以此为靶点抑制肿瘤，直接作用于端粒，不依 赖端粒酶的存在，对端粒酶阴性肿瘤亦有作用。 因此，端粒可能成为新的肿瘤抑制靶点。
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17
端粒酶的发现
72年，JD.Watson发现：
DNA 聚合酶不能够完整地复制线性染色质
5’末端的引物脱落后，DNA聚合酶不能完成最 后的复制，留下一个单链的间隙
如果这一间隙不能够被填充，染色体DNA将失去 这一DNA片断
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7
端粒DNA序列
人的端粒DNA序列
长约5～15kb 序列：（TTAGGG）n ，串联重复
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8
不同生物端粒DNA长度
酵母 尖毛虫 小鼠 大鼠
200 — 400 bp 20 bp 5 — 80 kb 150 kb
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9
DNA缠绕成的染色体末端，有称做端粒（telomere）的 区域。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制着细胞的分裂次数，端粒随着细胞分裂每次变 短，短到某个程度，细胞将不再分裂。人的一生中，细胞 大约能分裂50～60次。
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22
端粒酶的结构
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23
端粒酶作用模式
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24
端粒酶作用模式
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25
爬行模型
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26
端粒理论
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27
端粒及端粒酶的意义
逆转录酶，能以自身的RNA为模板逆转录合成
端粒DNA
3. 其活性取决于它的RNA和蛋白质亚基。端粒
酶至少包含两个功能性相互作用的RNA分子，
两者都可充当DNA聚合作用的模板。
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20
端粒酶(telomerase)
4. 端粒酶至少包含两个活性位点．端粒酶 除了具有反转录活性外，还具有核酸内 切酶的活性。
因此端粒是控制生理寿命的生物钟，而端粒长短就成为表
示细胞“年龄”的指标。如果加入一种“端粒酶”阻止它
缩短，就可使细胞保持年轻，人就像吃了“唐僧肉”一样
实现长生不老的梦想。 医学PPT
10
端粒(telomere)
真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。 结构特点： 1. 由末端单链DNA序列和蛋白质构成 2. 末端DNA序列是多次重复的富含G、C碱基的短序列 如：单细胞纤毛生物四膜虫（Tetrahymena）端粒是由重 复序列TTGGGG多次重复而成 人的端粒是由重复序列5‘TTAGGG3’不断重复而成。 3. 单链3‘末端能形成 G-quadruplex结构 4.各种不同生物端粒的结构和功能都非常保守。
功能：1.合成端粒DNA，维持端粒的长度 2.合成串联重复的TTAGGG序列为
TRF2提供结合位，防止染色体的末端融 合。
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21
端粒酶的结构
人的端粒酶由三部分组成：
端粒酶相关蛋白（telomerase-associated protein，TP1/TLP1）
the human RNA subunit(hTR) 5’-CUAACCCUAAC-3’ The human telomerase reverse transcriptase(hTERT)
细胞分裂而不断缩短，直至细
胞消亡。
端粒的存在不但可以避免外 界因素对DNA的破坏，而且可 以在复制过程中，通过牺牲自 我而避免染色体DNA受损，以 维护染色体结构和功能的完整 性。
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示 意 图
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端粒的功能 III-可能肿瘤抑制靶点
端粒自身的鸟嘌呤四联体(guaninequadruplex)和一些端粒特异性结合蛋白对端 粒长度、端粒稳定甚至对端粒酶活性都有调节 作用，在肿瘤形成和生长中发挥重要作用。
第五章 几类特殊的酶
核酶 端粒酶 抗体酶
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1
第二节 端粒和端粒酶
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2
衰老是一个极为复杂的不可抗拒的生 理过程，是人类进化发展的必然
分子生物学研究表明，细胞内染色 体端粒缩短过程，是人体衰老的决 定因素（端粒结构和端粒酶）
在人体中，幼年期细胞内的端粒长 度远远长于老年期；从细胞的体外 培养中发现，随着细胞的分裂，其 端粒逐渐缩短。
每经过一次复制、分裂，染色体就将丢失一部分 的端粒结构，影响到与端粒相邻的一些重要基因
科学家们考虑：可能存在着一种不同于DNA 聚合
酶的酶来完成单链间隙的复制
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端粒酶的发现
1984，CW.Greider和EH.Blackburn发现：将 一段单链的末端寡聚核苷酸加至四膜虫的提取 物中后，端粒的长度延长了，这就说明了切实 有这样的一种酶存在
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5
端粒的发现
1970’，EH.Blackburn 利用四膜虫 （Tetrahymena）揭示了端粒的初步结构
由几个核苷酸组成的 DNA 重复片段， 富含G （TTGGGG）n，重复的次数由几十 到数千不等
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6
分裂中期染色体结构-端粒
端粒下区
subtelomeric region与端粒 DNA相邻，由一 些退化的端粒 DNA片断的重复 组成
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11
G-quadruplex结构
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12
G-quadruplex结构的稳定功能
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13
端粒的功能I- 维持染色体的稳定性
保护真核生物的染色体免遭破坏。 细胞中存在核酸酶等破坏DNA的外 界因素。
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端粒的功能II-DNA末端复制问题
真核生物DNA复制过程中存 在“末端复制问题”，即依赖 DNA的DNA聚合酶（复制酶） 在每次复制后，都在5’末端留 下一段空隙(RNA引物降解后留 下的空隙)，若细胞无法填补这 些空隙，染色体将随着每一次
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端粒的发现
1930’，著名的遗传学家 B.Mcclintock 和 HJ.Müller发现：染色体的末端可维持染 色体的稳定性
Müller将它定义为“telomere”，这是由希 腊语“末端”（telos）及“部分” （meros）组成的。
染色体失去了这些片段，就会互相粘连到 一块，发生结构及功能上的改变，从而影 响到细胞的分裂与生长
将它命名为：“端粒酶”（telomerase）
进一步的研究揭示了端粒与端粒酶在细胞的生 长及肿瘤发生中有非常重要的意义，现正成为 一个研究的热点
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端粒酶(telomerase)
特点：
1. 由RNA和蛋白质构成的复合物
2. 端粒酶是真核细胞内染色体完全复制的关键
酶，是一种RNA依赖的DNA聚合酶。为特殊的
以此为靶点抑制肿瘤，直接作用于端粒，不依 赖端粒酶的存在，对端粒酶阴性肿瘤亦有作用。 因此，端粒可能成为新的肿瘤抑制靶点。
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端粒酶的发现
72年，JD.Watson发现：
DNA 聚合酶不能够完整地复制线性染色质
5’末端的引物脱落后，DNA聚合酶不能完成最 后的复制，留下一个单链的间隙
如果这一间隙不能够被填充，染色体DNA将失去 这一DNA片断
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端粒DNA序列
人的端粒DNA序列
长约5～15kb 序列：（TTAGGG）n ，串联重复
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不同生物端粒DNA长度
酵母 尖毛虫 小鼠 大鼠
200 — 400 bp 20 bp 5 — 80 kb 150 kb
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DNA缠绕成的染色体末端，有称做端粒（telomere）的 区域。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制着细胞的分裂次数，端粒随着细胞分裂每次变 短，短到某个程度，细胞将不再分裂。人的一生中，细胞 大约能分裂50～60次。
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端粒酶的结构
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端粒酶作用模式
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端粒酶作用模式
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爬行模型
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端粒理论
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端粒及端粒酶的意义
逆转录酶，能以自身的RNA为模板逆转录合成
端粒DNA
3. 其活性取决于它的RNA和蛋白质亚基。端粒
酶至少包含两个功能性相互作用的RNA分子，
两者都可充当DNA聚合作用的模板。
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端粒酶(telomerase)
4. 端粒酶至少包含两个活性位点．端粒酶 除了具有反转录活性外，还具有核酸内 切酶的活性。
因此端粒是控制生理寿命的生物钟，而端粒长短就成为表
示细胞“年龄”的指标。如果加入一种“端粒酶”阻止它
缩短，就可使细胞保持年轻，人就像吃了“唐僧肉”一样
实现长生不老的梦想。 医学PPT
10
端粒(telomere)
真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。 结构特点： 1. 由末端单链DNA序列和蛋白质构成 2. 末端DNA序列是多次重复的富含G、C碱基的短序列 如：单细胞纤毛生物四膜虫（Tetrahymena）端粒是由重 复序列TTGGGG多次重复而成 人的端粒是由重复序列5‘TTAGGG3’不断重复而成。 3. 单链3‘末端能形成 G-quadruplex结构 4.各种不同生物端粒的结构和功能都非常保守。
功能：1.合成端粒DNA，维持端粒的长度 2.合成串联重复的TTAGGG序列为
TRF2提供结合位，防止染色体的末端融 合。
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端粒酶的结构
人的端粒酶由三部分组成：
端粒酶相关蛋白（telomerase-associated protein，TP1/TLP1）
the human RNA subunit(hTR) 5’-CUAACCCUAAC-3’ The human telomerase reverse transcriptase(hTERT)
细胞分裂而不断缩短，直至细
胞消亡。
端粒的存在不但可以避免外 界因素对DNA的破坏，而且可 以在复制过程中，通过牺牲自 我而避免染色体DNA受损，以 维护染色体结构和功能的完整 性。
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示 意 图
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端粒的功能 III-可能肿瘤抑制靶点
端粒自身的鸟嘌呤四联体(guaninequadruplex)和一些端粒特异性结合蛋白对端 粒长度、端粒稳定甚至对端粒酶活性都有调节 作用，在肿瘤形成和生长中发挥重要作用。
第五章 几类特殊的酶
核酶 端粒酶 抗体酶
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第二节 端粒和端粒酶
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衰老是一个极为复杂的不可抗拒的生 理过程，是人类进化发展的必然
分子生物学研究表明，细胞内染色 体端粒缩短过程，是人体衰老的决 定因素（端粒结构和端粒酶）
在人体中，幼年期细胞内的端粒长 度远远长于老年期；从细胞的体外 培养中发现，随着细胞的分裂，其 端粒逐渐缩短。
每经过一次复制、分裂，染色体就将丢失一部分 的端粒结构，影响到与端粒相邻的一些重要基因
科学家们考虑：可能存在着一种不同于DNA 聚合
酶的酶来完成单链间隙的复制
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18
端粒酶的发现
1984，CW.Greider和EH.Blackburn发现：将 一段单链的末端寡聚核苷酸加至四膜虫的提取 物中后，端粒的长度延长了，这就说明了切实 有这样的一种酶存在
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端粒的发现
1970’，EH.Blackburn 利用四膜虫 （Tetrahymena）揭示了端粒的初步结构
由几个核苷酸组成的 DNA 重复片段， 富含G （TTGGGG）n，重复的次数由几十 到数千不等
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分裂中期染色体结构-端粒
端粒下区
subtelomeric region与端粒 DNA相邻，由一 些退化的端粒 DNA片断的重复 组成
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G-quadruplex结构
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G-quadruplex结构的稳定功能
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端粒的功能I- 维持染色体的稳定性
保护真核生物的染色体免遭破坏。 细胞中存在核酸酶等破坏DNA的外 界因素。
医学PPT
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端粒的功能II-DNA末端复制问题
真核生物DNA复制过程中存 在“末端复制问题”，即依赖 DNA的DNA聚合酶（复制酶） 在每次复制后，都在5’末端留 下一段空隙(RNA引物降解后留 下的空隙)，若细胞无法填补这 些空隙，染色体将随着每一次