端粒和端粒酶概述共33页文档
端粒端粒酶和肿瘤-精选文档
端粒酶与肿瘤治疗（2）
端粒酶抑制剂治疗肿瘤的特点：
特异性、广谱性
目前这类研究已引起关注，尚有许多问题须解决 ？必须确定哪种正常细胞产生端粒酶，同时还必须评 估端粒酶对于这些细胞的重要性。 ？证明端粒酶的抑制剂是否能够如预期的那样破坏端 粒酶阳性的肿瘤。
端粒酶与肿瘤治疗（3）
？ 为了研究开发抑制人体内端粒酶的药物，还必 须弄清楚这种酶究竟如何发挥功能，怎样结合到
此外，端粒的长短还和细胞分化程度相关，分化程度越高，
端粒DNA越短。如人胚细胞端粒平均长度10kb，人精细胞9kb， 而一般正常体细胞只有4kb
端粒、端粒酶与肿瘤 （1）
许多研究表明，在基因突变、肿瘤形成时，
端粒可表现出缺失、融合和序列缩短等异常 现象。 B细胞淋巴样白血病端粒融合易位型染色体
端粒与端粒酶-----端粒的概念
端粒（telomere）
是真核生物染色体线性 DNA分子末端的特殊结构，对 维持染色体稳定性和DNA完整 复制具有重要作用 。
端粒与端粒酶-----端粒的发现
20世纪30年代末：Mü ller首先提出了“端粒” 概 念
20世纪70年代: Olovnikov 提出染色体分子末端的 丢失 细胞退出细胞增殖 1978年Blackbum,et al. 发现四膜虫端粒分子末端 是重复 串联的5’ GGGGTT 3’ DNA简单序列 1985年Gueider,et al. 发现端粒酶
人的模板区序列：
5，CUAACCCUAAC-3，
模板区
与端粒的末端结合定
延伸复制的模板
端粒与端粒酶-----端粒酶的结构
发现四膜虫端粒酶是一种RNA-蛋白质复 合物（RNP结构），分子质量在200kd500kd，对RNA酶极为敏感，端粒酶内的 RNA和蛋白质对其活性似乎都是必需的
端粒与端粒酶
端粒结合蛋白
端粒帽 染色体DNA 端粒帽
5 n（CCCCAA） ’
3 （TTGGGG）n ’
n（GGGGTT）
（AACCCC）n
保护端粒不受核酸酶或化学修饰的作用 一般是紧密的非共价键结合
端粒
端粒的功能： 端粒结构的高度保守性表明端粒具有非 常重要的功能。目前认为主要有如下功 能： ①保护染色体末端； ②保证遗传信息的完整复制； ③决定细胞的“寿命”。
端粒重复序列延伸方法
端粒重复序列延伸方法由Morin等于1989 年在端粒酶以自身ＲＮＡ为模板复制端 粒重复序列ＤＮＡ的基础上建立起来的 方法，是传统的端粒检测方法。
端粒重复序列延伸方法
原理： 利用端粒酶在体外可以以其自身RNA 的 模板区为模板，在适宜的寡核苷酸链的 末端添加6 个碱基的重复序列的特性， 由于端粒合成时每合成６个核苷酸就会 暂时停顿，用特异的探针标记，以聚丙 烯酰胺凝胶电泳后放射自显影，阳性标 本可见梯形条带。
端粒酶
端粒酶的结构： 一般认为端粒酶主要由３个部分组成，即 人端粒酶ＲＮＡ（ｈＴＲ）、端粒酶相 关蛋白１（ＴＰ１）和人端粒酶逆转录 酶（hTERT)
端粒酶的结构
1987年，Blackburn
Protein RNA组分
柱层析
RNP结构
四膜虫端粒酶RNP 含有RNA组分和蛋白质组分，两者均为酶活性所必需。对 RNA酶极为敏感。
端粒、端粒酶与肿瘤
如果此时细胞已被病毒转染，癌基因激 活或抑癌基因失活，细胞便可越过M1期， 继续分裂20-30次，端粒继续短缩，最 终进入第二致死期M2期。
端粒、端粒酶与肿瘤
多数细胞由于端粒太短而失去功能并死
端粒、端粒酶知识讲解
1、端粒酶RNA(hTERT) 哺乳动物端粒酶RNAs(hTR)在许多组织的不同发育阶段,
甚至那些没有端粒酶活性的组织中广泛表达。 体内端粒酶RNA的存在对端粒酶功能至关重要，影响到
端粒酶RNA的稳定性与突变,也可改变体内端粒长度，并可通 过改变端粒完整性或端粒结合因子的末端结合位点致细胞核 分裂后期细胞死亡 。
八十年代 端粒酶的发现
九十年代 端粒酶与细胞衰老、癌症的关系
二零零九年
诺贝尔奖
伊丽莎白•布兰克波恩、卡罗尔•格雷德ห้องสมุดไป่ตู้ 杰克•绍斯塔
端粒的结构与功能
Telomeres
Telomeres
TTAGGG
Gene 1
Gene 2
Chromosome DNA
• 1.端粒的组成
端粒DNA与端粒结合蛋白
Wang等研究发现c-myc在正常人乳腺上皮细胞和 二倍体成纤维细胞中诱导端粒酶活性, 并能延长这些 细胞的寿命。因此认为癌基因c-myc为一重要的端粒 酶激活剂。
存在于hTERT核心启动子中有两个重要的c-myc 结合位点(CACGTG,亦被称为E 盒)。c-myc 诱导的 hTERT 表达起始速度快,不受细胞增殖或额外的蛋白 合成的影响,与c-myc 引起的直接的转录激活一致。 但癌基因c-myc 不是唯一与hTERT基因调节有关的转 录因子。
• 人端粒酶逆转录酶 （human Telomerase
Reverse Transcriptase (TERT),）
• TERT gene : 3396bp, protein: 1131 氨基酸残基
Crystal Structure of the Essential N-terminal of the telomerase reverse transcriptase (TEN)
端粒和端粒酶1
一、端粒和端粒酶二、端粒端粒是真核生物染色体末端由许多简单重复序列和相关蛋白组成的复合结构，具有维持染色体结构完整性和解决其末端复制难题的作用。
端粒酶是一种逆转录酶，由RNA和蛋白质组成，是以自身RNA为模板，合成端粒重复序列，加到新合成DNA链末端。
在人体内端粒酶出现在大多数的胚胎组织、生殖细胞、炎性细胞、更新组织的增生细胞以及肿瘤细胞中。
正因如此，细胞每有丝分裂一次，就有一段端粒序列丢失，当端粒长度缩短到一定程度，会使细胞停止分裂，导致衰老与死亡。
但是许多问题用端粒学说还不能解释。
体细胞端粒长度与有丝分裂能力呈正比，这一点实验已经证实了，而不同的体细胞其有丝分裂能力是不尽相同的，胃肠黏膜细胞的分裂增殖速度就比较快，神经细胞分裂的速度就比较慢。
曾有人就不同年龄供体角膜内皮细胞的端粒长度进行研究发现角膜内皮细胞内端粒长度长期维持在一个较高的水平，而端粒酶却不表达。
另外，Kippling发现，鼠的端粒比人类长近5-10倍，寿命却比人类短的多。
这些都提示体细胞端粒长度与个体的寿命及不同组织器官的预期寿命并非一致。
生殖细胞的端粒酶活性长期维持较高的水平却不会象肿瘤那样无限制分裂繁殖；端粒长度由端粒酶控制，那何种因素控制端粒酶呢？生殖细胞内端粒酶活性较高，为什么体细胞中没有较高的端粒酶活性。
看来端粒的长度缩短是衰老的原因还是结果尚需进一步研究。
2009年，诺贝尔瑞典卡罗林斯卡医学院将诺贝尔奖生理学或医学奖授予美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白·布莱克本(ElizabethBlackburn)、美国巴尔的摩约翰·霍普金斯医学院的卡罗尔-格雷德(CarolGreider)、美国哈佛医学院的杰克·绍斯塔克(JackSzostak)以及霍华德休斯医学研究所，以表彰他们发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理。
端粒酶英文名称：telomerase一种反转录酶，由蛋白质和RNA两部分组成核糖蛋白复合体，其中RNA是一段模板序列，指导合成端粒DNA的重复序列片段。
端粒与端粒酶PPT精选文档
细胞内正常复制。这一方面证实了端粒对染色体的保
护作用，也使 DNA的大片段克隆成为可能，为后来
的人类基因组测序奠定了基础。
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一、端粒与端粒酶的发现
1984年，伊丽莎白在试验中发现了一 个有趣的现象：不论是四膜虫还是酵 母自身的端粒序列都可以在酵母中被 保护和延伸。而带着四膜虫端粒DNA 的人工染色体进入到酵母后，复制后 被加上的是酵母端粒序列而非四膜虫 的端粒序列。
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三、端粒酶的结构与功能
目前认为端粒酶主要由3个部分构成，即端粒 酶 RNA(telomerase RNA，TR)、端粒酶相关蛋 白质(telomerase — associated protein， TP1/ TP2) 和端粒酶逆转录酶(telomerase reverse transcriptase，TERT)。
长寿梦想的“天梯”
——端粒与端粒酶
主人：杨长友
重庆师范大学生命科学学院 生物化学与分子生物学专业
1
2009年诺贝尔生理学或医学奖
贡献：揭示了 “how chromosomes are protected by telomeres and the enzyme telomerase” (染色体是如 何被端粒和端粒酶保护的)。
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一、端粒与端粒酶的发现
实验过程大致如下： 1、将底物寡聚核苷酸（端粒DNA、随机序列 DNA）进行放射性标记； 2、将高浓度的寡聚核苷酸底物与高浓度的四 膜虫细胞裂解液一起孵育； 3、通过放射性标记的核苷酸来检测体外端粒 序列的合成。
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一、端粒与端粒酶的发现
结果显示，当四膜虫细胞裂解液加入四膜虫或 酵母端粒序列DNA时，其明显被重新加上了 DNA碱基，而且以 6个碱基递增的方式延长， 与四膜虫端粒重复基本单位为 6个碱基正好吻 合，而对于随机序列的DNA底物并不发生延伸。
端粒和端粒酶
将这些老鼠分为两组，把一种名为 “TERT”的定时释放药物，植入其中 一组老鼠的皮下，重启它们体内休 眠的“端粒”基因。 结果在短短2个月内，有注射TERT的 老鼠体内长出许多新的细胞，主要 器官运作功能改善，身体差不多完 全“返老还童”，当中雄性的老鼠 更恢复生育功能。实验鼠最终活到 正常鼠的寿命，但并不比普通鼠寿 命长。
端粒和端粒酶
Telomeres and Enzyme Telomerase
武汉大学药学院 郝春霖
A telomeres B €e•Ð•2 telomerase
C 科学
Scientific thoughts
Puzzles 1
DNA聚合酶特点(引物 方向 5’→3’) 染色体复制之初可以由小RNA 作引物起始合成,之后DNA聚合酶 能以反链DNA为模板,以前合成的 DNA为引物,合成新的DNA取代染 色体中间的RNA引物; 线性染色体最末端的RNA引物 无法被取代; 末端隐缩
Elizabeth Blackburn 和 Carol Greider 的实验
这种酶活性不依赖于DNA模板,只 对四膜虫和酵母的端粒DNA进行延 伸,而对随即序列的DNA底物不延 伸;并且该活性不依赖于DNA聚合 酶. 而同源重组对序列没有特异性要 求,并且依赖于DNA聚合酶的活性. 至此,她们澄清了这两种假说,证 明了有一种酶来延伸端粒DNA,即 端粒酶(telomerase)
科学思想
Puzzles Assumptions 模式生物 生化技术 静心阅读文献和缜密思考,找出问题的关键,并 对课题进行精心讨论和设计
Time will tell which connections between telomerase and health will endure… We did not set out to find a new approach to cancer therapy or study specific disease mechanisms. We were simply interested in how chromosomes are maintained… Yet the history of medicine is filled with examples of advances from improbable places.
瑞粒酶总述
瑞粒酶端粒(telomere) 和端粒酶(telom erase) 是近年来生命科学研究的热点之一，正常细胞在分裂过程中，因其染色体末端(端粒)DNA 不能完全复制而缩短，细胞经多次分裂后，端粒缩短达到危机点(crisis)，促发某一信号，使细胞逐渐失去增殖能力而衰老死亡。
端粒酶可延长染色体末端DNA，端粒酶的活化使细胞获得无限增殖能力。
基于此，有少数细胞(如永生细胞系) 及绝大多数恶性肿瘤细胞(85%) 可逃逸这一危机点。
因为在这些细胞中含有活化的端粒酶系统，从而使细胞获得无限增殖能力，使之永生化和恶变，因此，对端粒和端粒酶系统的研究，有助于阐明细胞衰老和恶变机制，对肿瘤的诊断、治疗以及抗衰老都具有重要的理论和实际意义。
一般认为，癌症是由多种突变的积累，破坏了细胞正常的生长调控而引起的，除了一些明确的病因外，有许多实验结果支持这样一种假说，即端粒酶的激活对许多恶性肿瘤细胞的形成是必需的，且肿瘤细胞与端粒酶活动增加之间存在相互激发的关系［1］。
这种显著的相关性提示: 在肿瘤细胞恶性状态的进展和维持中，端粒酶可能起到关键性的作用。
本文就端粒与端粒酶研究的最新进展作一综述，具体讨论了端粒的结构与功能，端粒酶在端粒合成与稳定中的作用，介绍了端粒酶活性的测定方法，细胞永生与端粒酶激活的关系，提出了通过抑制端粒酶活性来治疗癌症的可能性。
1 端粒(telomere)1.1 端粒(telomere) 的概念端粒是指真核细胞线性染色体末端的蛋白质-DNA特殊结构，即染色体末端DNA 序列的多个重复，其作用是保护和稳定染色体的末端，它由2～20kb 串联的短片段重复序列(TTAGGG) n 及一些结合蛋白组成。
四膜虫(单细胞生物) 端粒的结构是6 个核苷酸5′- TTGGGG - 3′序列的多次重复。
人类为5′-TTAGGG- 3′序列的多次重复。
随着细胞不断分裂，染色体复制次数增加，端粒DNA 序列进行性缩短。
端粒和端粒酶概述
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 端粒酶可结合到3’末端上，RNA模板5’端识别DNA 3’末端上 模板5’端识别 3’端并相互配对 端并相互配对， RNA链为模板使DNA链延伸 链为模板使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） 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 一个单位；3’端单链又可回折作为引物合成相应的 互补链。 互补链。 其活性只需dGTP dTTP，组装时需要DNA dGTP和 DNA聚合酶的 其活性只需dGTP和dTTP，组装时需要DNA聚合酶的 参与。 参与。 端粒的长度不取决于端粒酶， 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。 酶的蛋白决定。
在一种端粒结合蛋白 TRF2蛋白催化下，端 粒（人）的3’单链末 端（G尾）重复取代 了双链体DNA中的同 源重复以形成一个环。 TRF2蛋白与其它蛋白 一起形成能稳定染色 体端部的复合物。
没有游离的末端可能是使染色体末端稳定的关键 右图真实的显 示出端粒在染 色体末端形成 一个特殊的 DNA环 DNA环。
端粒以GT富集的形式延伸在CA富集链上。 端粒以GT富集的形式延伸在CA富集链上。G GT富集的形式延伸在CA富集链上 尾部由于CA富集链的有限降解而产生。 CA富集链的有限降解而产生 尾部由于CA富集链的有限降解而产生。
几乎所有生物的端粒重 复序列可以写成： Ｃ n(Ａ/Ｔ)m的形式。
人的端粒重复序列为 TTAGGG
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， 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。 比分化了的体细胞长。 细胞复制周期失调， 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。 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 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 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。 调控机制。
端粒和端粒酶
端粒和端粒酶09级食品科学与工程郭晓敏学号：170112009012一、端粒（一）端粒的发现1938年两位卓越的遗传学家Mc．Clintock和Muller分别以玉米、果蝇为材料发现经过各种途径损伤后所断裂的染色体很不稳定，容易降解，断口具有“粘性”，彼此之间很容易相互粘连而造成染色体易位、倒位、缺失、双着丝点等类型的染色体畸变。
而染色体的天然末段似乎从不与其它断口连接，也不彼此连接，这是因为染色体天然末端有类似“帽子”的结构，虽不含功能基因，但具有维持染色体稳定性的功能。
据此，Muller提出了“端粒”(telomere)这个术语。
（二）端粒的结构端粒( telomere) 是保护真核细胞染色体末端并维持其完整的特殊的DNA／蛋白质复合物，它像“帽子”一样扣在染色体的两端。
1.端粒DM的结构端粒DNA由两条长短不同的DNA链构成，一条富含G，另一条富含C。
富含G的那条链5’一3’指向染色体末端，此链比富含c的链在其3’末端尾处可多出12～16个核苷酸的长度，即3’悬挂链,一定条件下能形成一个大的具有规律性很高的鸟嘌呤四联体结构，此结构是通过单链之间或单链内对应的G残基之间形成H00gsteen碱基配对,从而使4段富含G的链旋聚成一段的四链体DNA。
也有人认为，端粒G链序列可以形成稳定的发卡结构，它和四联体结构都被认为与端粒DNA的保护功能有关.2. 端粒结合蛋白的结构端粒结合蛋白包括端粒酶、保卫蛋白复合体( sheherin) 和非保卫蛋白。
保卫蛋白复合体由端粒重复序列结合因子l(TRFl),端粒重复序列结合因子(TRF2)。
端粒保卫蛋白1( P0rrl)，TRFl相互作用核蛋白(TIN2),TIN2相互作用蛋白l（TINTl )及阻抑和活化蛋白1趣印1)组成，各分布在染色体端粒上，能保持端粒结构的相对稳定。
非保卫蛋白有DNA修复蛋白RADSO,NBSl ,胍E11，Ku86和DNAPKcs等,各分布不局限在端粒上。
端粒和端粒酶
（一种有纤毛的单细胞池糖微生物）进一步揭示了这一端粒的 初步结构,发现它是由几个核苷酸（富含G）组成的DNA重复 片断，重复的次数由几十到数千不等。
3、1972年，Watson发现了一个问题：他发现模板（template） 和引物（primer）的存在，而且只能从5`到3`端方面合成。 这样，在引物被去除之后，细胞每分裂一次，在新合成的
因为端粒长度的缩短而导致细胞分裂的停止的机制尚不清楚， 目前有三种理论： 1. 第一种认为不断缩短的端粒最终将会影响到邻近的基因。 2. 第二种认为端粒DNA的完全丢失将会产生损伤的信号，这将会 激活P53。 3. 第三种认为不是损伤的信号，而是缩短了的端粒本身激活了 P53。
二、端粒酶
1、概念： 端粒酶是一种RNA与蛋白的复合体，
它以自身RNA上的一个片段为模板通过逆 转录合成端粒重复序列，并通过一种RNA 依赖性聚合酶（如逆转录酶）机制加到染 色体3’末端以延伸端粒。 2、组成：RNA（作为模板）
蛋白质（反转录酶）
3、作用机制： 在端粒DNA的复制时，端粒酶既有
模板，又有逆转录酶这两方面的作用。其 与端粒3´端结合后，以其RNA为模板， 经
➢ 端粒酶可以延长正常细胞的生命周期并且加速人类干 细胞复制的能力： 正常的细胞在其生命周期中只能分裂60-100次，而端 粒酶可以促进这个能力，显著的延缓衰老的进程。
➢ 端粒酶活动受细胞类型的特异性调节 端粒酶在体细胞中很少表达，但在骨髓、肿瘤细胞、 外周血白细胞如部分粒细胞、T细胞、单核细胞/B细胞 和精子细胞这些高增殖的细胞中却相当活跃。
DNA互补链的5`端必将留下一个小空缺（一段端粒）。（见 图1）这就不能解释DNA从头（denovo）合成的问题。这样， 细胞染色体长度会越来越短，稳定性越来越差，直至最终细
端粒及端粒酶
端粒及端粒酶：它们的作用机制和它们的功能转变效应摘要：端粒及端粒酶的分子特性在大多数真核生物中是保守的。
那么，端粒和端粒酶是怎样作用的，它们怎样相互作用来提高软色体稳定性，我们将在此讨论。
关键字：端粒、端粒酶1，简介端粒，真核生物软色体末端的DNA—蛋白质复合物，保护着基因组免受不稳定因子的侵扰。
这些因子包括软色体终端区域的降解，端粒的溶解，要么随着其它端粒，或者一段断裂的DNA末端，或者不恰当的重组。
这些过程都是潜在的灾难；例如,端粒溶解能导致爽双着丝粒染色体形成，这是不稳定遗传的，并且导致分裂细胞子代遗传容量的不稳定或者遗传信息的丢失。
端粒DNA由串联重复序列，简单的，经常富含—G—，该序列特异性的被活化的端粒酶识别。
这些串联重复形成了一个包含许多端粒蛋白结合位点分子“脚手架”，这就使高度次序结合的复合物依次成核，尽管还难以定义，这些保护性的端粒蛋白包括端粒DNA序列特异性结合蛋白。
端粒处生成的DNA—蛋白复合物是有活力的；在分裂间期，端粒结合蛋白间歇性的，以大约数分钟一个的速率相互交换，取决于哪一个蛋白组件被检查。
2，端粒酶：聚合酶和保护器端粒DNA的完全复制需要端粒酶，一种专门的胞内核糖核蛋白RNP反转录酶（RT）。
它的核心酶包含TERT蛋白，这种蛋白不但含有一个RT同源域，还有其它必要的保守域和一段RNA组件TER。
通过复制一小段内部RNA模板序列，端粒酶从5’—3’向软色体末端合成端粒DNA链，从而得到延长。
被调节的软色体DNA终端延长弥补着由于核酸酶作用和不完全的终端DNA复制造成的缩短。
一套多组分的“端粒内稳态”系统，一方面阻止着端粒的过分延长。
联合的端粒蛋白间的相互作用对这种稳态作用非常重要，这也在顺式端粒中起作用。
相反的，这种端粒稳态系统起着在端粒缩短时端粒的延长作用，从而在含有端粒酶的细胞中保持端粒重复序列处在在一个合适的范围内。
端粒酶还作为一种胞内RT来合成端粒中短的，重复的DNA序列。
细胞生物学热点-端粒酶调控
目
CONTENCT
录
• 端粒与端粒酶概述 • 端粒酶调控机制 • 端粒酶在细胞周期中作用 • 端粒酶与人类疾病关系 • 端粒酶研究前沿动态 • 总结与展望
01
端粒与端粒酶概述
端粒结构与功能
端粒是真核生物染色体末端的特殊结构，由DNA重 复序列和端粒结合蛋白组成。
端粒的主要功能是保护染色体末端免受降解和融合 ，确保遗传信息的稳定传递。
端粒酶与神经炎症
神经炎症可加速神经元端粒的缩短和端粒酶的失活，从而加剧神经 退行性变。
端粒酶作为神经保护靶点
通过激活端粒酶或提高端粒稳定性，可延缓神经元的衰老和死亡， 从而治疗神经退行性疾病。
其他人类疾病中端粒酶作用
80%
端粒酶与心血管疾病
心血管疾病中端粒酶的活性降低 ，导致血管内皮细胞衰老和功能 障碍。
端粒还参与细胞分裂过程中染色体的正确分离和复 制。
端粒酶组成及作用
端粒酶是一种特殊的核糖核蛋 白复合物，具有逆转录酶活性 。
端粒酶主要由RNA模板和催化 蛋白组成，能够合成端粒DNA 并添加到染色体末端。
端粒酶在细胞分裂过程中维持 端粒长度和稳定性，防止细胞 衰老和凋亡。
端粒长度与细胞衰老关系
02
01
03
随着细胞分裂次数的增加，端粒长度逐渐缩短，导致 细胞衰老和凋亡。
端粒长度的缩短与DNA损伤、氧化应激等细胞压力因 素有关。
通过激活端粒酶活性或提高端粒结合蛋白的表达，可 以延缓细胞衰老和延长细胞寿命。
02
端粒酶调控机制
基因表达水平调控
转录因子调控
特定的转录因子可以结合到端粒酶基因的启动子区 域，激活或抑制其转录，从而影响端粒酶的表达水 平。
端粒和端粒酶
端粒长度和细 胞分化程度呈 反比
Estl突变体酵母活 性下降，出现明显 衰老
四膜虫端粒酶改 变时端粒缩短、 细胞死亡
正常细胞：
细胞年轻化
细胞分裂
细胞分裂
衰 老 死 亡
抗 衰 老
端粒酶 重新引入
端粒－端粒酶对细胞死亡和细胞永生化的影响
GryfeR等于1997年提出了关于细胞衰老和永生学说， 认为人的正常体细胞分裂次数达到界限时，染色体端粒长 度缩短到一定程度，有丝分裂便不可逆地被阻断在细胞周 期的G1期和G2/M期之间的某个时期，这时的细胞便进入 了老化期，随后死亡. 如果细胞被病毒感染，或p53、RB、p16INK4、ATM、 APC等肿瘤抑制基因发生突变，或K ras等原癌基因被激活， 或DNA错配修复基因(如hMSH2等)发生突变，或某些基因 DNA序列发生了高度甲基化，或仅发生了低度甲基化，从 而(在未发生核甘酸突变的情况下)改变了该基因的表达， 此时细胞便能越过阻断点继续进行有丝分裂。随着有丝分 裂进行，端粒长度不断缩短，缩短到一定程度时，染色体 发生结构畸变，大部分细胞便死亡，少部分细胞激活了端 粒酶活性，不断合成端粒DNA补充端粒的长度，端粒不再 缩短，细胞便获得无限分裂增生能力而成为永生化细胞。 这说是端粒-端粒酶假说。
端粒结合蛋白
端粒帽 染色体DNA 端粒帽
5 n（CCCCAA） ’
3 （TTGGGG）n ’
n（GGGGTT）
（AACCCC）n
保护端粒不受核酸酶或化学修饰的作用 一般是紧密的非共价键结合
端粒酶是在染色体末端不断合成端粒序列的 酶，它可以维持端粒的长度。 它的活性不依赖于DNA聚合酶，对RNA酶、蛋白 酶和高温均敏感。
• 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１ １３２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５ ｐ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。
端粒与端粒酶
端粒酶结合蛋白（TEP
）
TEP1、生存动力神经细胞基因(SMN) 产物、
、
PinX1、 Est1p 和Est3p
端粒酶是在染色体末端不断合成端粒序 列的酶，它可以维持端粒的长度，维持细胞 增殖潜能。端粒酶以自身RNA为模板合成端 粒酶重复序列，具有逆转录酶活性，它的活 性不依赖于DNA聚合酶，对RNA酶、蛋白酶 和高温均敏感。端粒酶活性表达能稳定端粒 的长度，抑制细胞的衰老，在生殖细胞和干 细胞中可检测到高水平的端粒酶活性。
㈠ 端粒酶的结构 端粒酶在结构上为一核糖核蛋白复合体,由RNA 和 结合的蛋白质组成,是RNA依赖的DNA 聚合酶。它是一种 特殊的能合成端粒DNA的酶,通过明显的模板依赖方式每 次添加一个核苷酸。
端粒酶实质上是一种特殊的逆转录酶
端粒酶RNA(hTR)
端粒酶逆转录酶（TERT）
端粒酶结合蛋白（TEP）
端粒酶延长端粒长度以减慢细胞衰老最早 的 证 据 来 自 Bodnar 等 的 研 究 ， 1 9 9 8 年 其 在 Science上刊文报道：将人的端粒酶基因导入 端粒酶阴性的正常人体细胞中激活其表达并培 养细胞，然后与未导入该基因的细胞比较，发 现前者端粒明显增长，细胞分裂旺盛，细胞寿 命比后者大大延长，更令人关注的是细胞并无 肿瘤样改变。
端粒
染色体
细胞分裂
端粒
细胞分裂
细胞将停止分裂而趋于老化
端粒：是真核细胞线性染色体末端特殊结构。
由端粒DNA和端粒相关蛋白组成。 端粒DNA：为不含功能基因的简单、高度重复序列, 在生物进化过程中具有高度保守性。
不同物种的端粒DNA 序列存在差异。
人类及其它脊椎动物染色体端粒的结构是 5′TTAGGG3′的重复序列, 长约15kb。体细胞的端粒有 限长度（telomere restriction fragments TRFS）大多数 明显短于生殖细胞，青年人的TRFs又显著长于年长 者，提示TRFs随着细胞分裂或衰老，在不断变短， 主要是由于DNA聚合酶不能完成复制成线性DNA末 端所致。