端粒和端粒酶概述共33页文档
端粒与端粒酶 ppt课件
端粒酶的结构
端粒酶
是端粒复制所必须的一种特殊的DNA 聚合酶
具有逆转录酶活性 能以hTR为模板，向染色体末端添加
TTAGGG序列
端粒酶作用模式
端粒酶作用模式
端粒酶延伸端粒的机制
端粒酶
在大多数的正常人的体细胞中没有活性 近年来的研究发现：
衰老者端粒缩短 大约在85%-95%的肿瘤细胞中检测到了端粒
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
端粒DNA序列
人的端粒DNA序列
长约5～15kb 序列：（TTAGGG）n ，串联重复
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
如果细胞要维持其正常分裂，就必须激活端 粒酶，阻止端粒的进一步丢失
否则，细胞不能进行染色体的正常复制 只有重新获得端粒酶活性的细胞，才能继续
生存下去 无法激活端粒酶的细胞（即无法阻止端粒进
一步丢失），只能面临趋向衰老
端粒丢失与衰老关系
端粒丢失是衰老的原因？还是结果？ 目前的研究结果还处在探索阶段，各
衰老端粒/端粒酶 癌症
衰老可能是由端粒的缩短所致， 激活端 粒酶似乎可以阻止衰老
可是，端粒酶一旦被重新激活，细胞又 将成为永生化细胞，继而衍变为癌细胞
如何能恰当、正确的发挥端粒/端粒酶在 解决衰老与癌症中的作用？ 生命科学领域一个极具挑战性的课题
端粒抑制剂的研究
Colorado大学的Thomas Cech 和Robert Weinbrg博士：
已克隆出一种控制人类细胞端粒酶活性的基因
应用这种基因，很有可能得到一种新的蛋白 质——端粒酶控制剂
端粒和端粒酶
端粒和端粒酶一、端粒的定义和功能端粒是染色体末端的DNA序列，它们在细胞分裂过程中起到保护染色体稳定性的重要作用。
端粒由重复的DNA序列重复单元组成，其中最典型的是人类端粒的DNA序列为(TTAGGG)n（n为重复次数）。
端粒的主要功能在于防止染色体末端的损失和减缩，并保护染色体免受DNA损伤和酶解攻击。
二、端粒酶的作用2.1 端粒酶的结构端粒酶是一种酶类，负责在细胞分裂过程中补充端粒的缺失。
它是由两个基本亚单位组成的复合酶，其中一个亚单位称为TERT（telomerase reverse transcriptase），负责提供酶的催化活性，另一个亚单位称为TERC（telomerase RNA component），是一种RNA分子，提供了端粒序列的模板。
2.2 端粒酶的功能端粒酶的功能主要是通过在DNA末端添加端粒序列来延长端粒。
在染色体复制过程中，DNA的末端由于DNA聚合酶的工作机制无法完全复制，因此每次细胞分裂时，染色体的末端会逐渐缩短。
而端粒酶通过添加端粒序列，可以提供一个模板，使得DNA末端得到延长，从而保护染色体的稳定性。
三、端粒和生物老化的关系3.1 生物老化的原因生物老化是指生物体随着年龄的增长而出现的功能下降和衰老的过程。
而端粒的缩短是导致生物老化的重要原因之一。
随着细胞分裂的进行，端粒的长度会逐渐减少，当端粒长度减到一定程度时，染色体末端的保护功能将会丧失，导致染色体的不稳定性和衰老。
3.2 端粒和细胞衰老的关系细胞的衰老也与端粒的缩短密切相关。
当细胞的端粒长度减小到一定程度时，细胞进入衰老状态，无法继续分裂和增殖。
这种细胞衰老被称为克隆老化。
克隆老化意味着细胞失去了再生能力，这在许多年龄相关疾病的发生过程中起到了重要的作用。
四、端粒酶与癌症的关系4.1 端粒酶在癌症中的表达在正常细胞中，端粒酶的表达很低，因此端粒长度会逐渐减少，导致细胞衰老。
而在癌细胞中，端粒酶表达水平显著增高。
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
端粒（Telomere）与端粒酶(Telomerase)一、定义端粒：真核细胞内线性染色体末端的一种特殊结构，由DNA简单重复序列以及同这些序列专一性结合的蛋白质构成。
端粒酶：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。
二、二者的发现之旅2009年度诺贝尔生理学或医学奖获得者：美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白·布兰克本（Elizabeth H. Blackburn）、巴尔的摩约翰·霍普金斯医学院的卡罗尔·格雷德（Carol W. Greider）和霍华德休斯医学研究所的杰克·绍斯塔克（Jack W. Szostak），在1978年至今的研究中，在大量实验的基础上，发现了端粒与端粒酶对染色体的作用。
布莱克本和绍斯塔克将四膜虫的端粒重复碱基偶联到微型染色体上，将其导入酵母，发现由于这段碱基的导入，使得微型染色体免受降解。
从而证实了端粒对染色体的保护作用。
通过深入的研究，他们发现，随着体细胞的不断增殖，端粒会逐渐缩短，当缩短到一定程度时，细胞停止分裂。
端粒与很多老年性疾病都有关系，因为细胞需要通过端粒来保持其分裂新生的能力。
如果没有足够的端粒酶，端粒就会慢慢地变短，细胞就不能分裂重生，这是很多老年疾病的共同特点。
后续的研究中，他们将端粒与端粒酶与人类的衰老，肿瘤及DNA损伤应答相联系，阐述了具有实验依据的实验结论。
它引出了一种细胞的衰老机制，但并不是所有的衰老都是由它引起，细胞衰老是一个复杂的过程。
三、端粒与端粒酶的作用端粒是位于染色体两臂端的特殊蛋白质。
由于它像两个帽子一样保护着染色体的两端，使得染色体保持了结构和功能的完整，并在不断的复制中保持着一致的形态。
科学家们深入的研究无非是在阐述一个结论，那就是，小小的端粒决定了人类的生老病死。
人处于成长期和青春期时，细胞快速分裂并分化，端粒也不断复制，最终发育成一个性成熟个体。
第八讲 端粒和端粒酶
2008年美国科学家利用X射线结晶学方法，揭示 了端粒酶（Telomerase）关键部位的三维结构图
端粒酶结构示意图。蛋白质（绿色） 与RNA（浅褐色）及DNA（紫色） 联合在一起。
第八讲 端粒与端粒酶
沈晗
一、端粒概念的提出
线性DNA复制过程中会出现一个问题，复制结束时，随从链的5’ 末端的RNA引物会被细胞中的RNA酶所降解，因为缺乏3’-OH， 缺口不能被补上，所以每复制一轮，RNA引物降解后新生成的5’ 末端都将缩短一个RNA引物的长度 ，尽管这个引物不长，但是细 胞千千万万代地不断复制，如果不进行补偿，染色体不断缩短， 最终就会消失 ！
真核细胞染色体末端会随着细胞分裂而缩短，这个缩 短的端粒再传给子细胞后，随细胞的再次分裂进一步 缩短。随着每次细胞分裂，染色体末端逐渐缩短，直 至细胞衰老。人类体细胞遵循这个规则从细胞出生到 衰老，单细胞生物遵循这个规则分裂后定有其它机制 保持单细胞生物传代存活，生殖细胞亦如此。
荧光原位杂交显示端粒和端粒 DNA序列
电镜下的端粒T环结构
大多数有机体的端粒DNA由非常短而且数目精确的串 联重复DNA排列而成，富含鸟嘌呤，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。
1984年，布莱克本的实验室发现酵母的端粒序列是由 不太规则的TG1-3/C1-3A重复序列组成的。
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
1、端粒酶RNA(hTERT) 哺乳动物端粒酶RNAs(hTR和mTR)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 。 端粒酶RNA转录模板 远端区参与和底物的结合。 近端区能添加特定的核苷酸,对底物识别并不重要。 模板边界区与端粒酶催化亚基TERT结合,也与端粒酶 相关因子Est1p和Ku 结合。
3、端粒酶相关蛋白(TEP)
⑴ 端粒酶相关蛋白-1(TEP1)是一多功能的RNA 结合蛋白， TEP1 缺失导致rRNA 水平的显著降低以及TEP1 和rRNA 的丢失,但不导致端粒酶活性或端粒长度的紊乱。 ⑵ 生存动力神经细胞基因(SMN) 产物
热休克蛋白（hsp）90 、其他涉及到TERT转录后修饰的 蛋白包括磷酸酶-A、Akt 、cAbl 、p53 和PARP。
端粒与端粒酶
陈莉 南通大学基础医学院
早在30年代，两名遗传学家Muller和 Mcclintock分别在不同的实验室用不同的生构命名为端粒（telomere）。 直到1985年Greider等从四膜虫中真正证实了端粒 的结构为极简单的6个核苷酸TTAGGG序列的多次 重复后发现了端粒酶(telomerase TRAP-eze) 。
第二节
端粒－端粒酶对细胞死亡和细胞永生化的影响
“端粒－端粒酶假说”认为端粒酶的激活与细胞永 生化和恶性肿瘤的发生、发展密切相关。染色体末端的 端粒DNA进行性的缩短是限制人细胞寿命的先决条件。 相对地,端粒酶的激活,合成端粒的DNA被认为是细胞永 生化和癌症发展必需的一步。目前的资料证实,端粒酶 对长期成活的组织和长期进行有丝分裂的细胞是必需的。
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。
端粒和端粒酶保护染色体的机理
端粒和端粒酶保护染色体的机理1. 概述染色体是细胞中的重要结构，其中包含了细胞的遗传信息。
端粒是染色体末端的重要结构，在维持染色体稳定性和避免染色体融合方面起着重要作用。
端粒酶是一种保护端粒的酶类，其功能是在染色体复制时延长端粒，从而减缓染色体末端的缩短。
在本文中，将探讨端粒和端粒酶的作用机理，以及其对保护染色体的重要性。
2. 端粒的结构和功能端粒是染色体末端的高度特异性序列，它主要由一种重复序列构成，人类的端粒序列重复单位是TTAGGG。
端粒的主要功能是保护染色体末端，防止染色体末端的缩短和融合。
在正常细胞分裂中，染色体末端会随着每次细胞分裂而逐渐缩短，导致染色体稳定性的丧失。
端粒的存在可以延缓染色体末端的缩短，维持染色体的完整性。
3. 端粒酶的结构和功能端粒酶是一种特殊的酶类，在维持端粒长度方面有着重要作用。
端粒酶是由蛋白质和RNA组成的复合物，它能够在染色体复制过程中延长端粒序列，从而保持端粒的长度稳定。
端粒酶通过在DNA末端合成新的端粒序列，来对抗染色体末端的缩短，从而保护染色体的完整性。
4. 端粒和端粒酶在维持染色体稳定性中的作用端粒和端粒酶在维持染色体稳定性中起着重要作用。
在染色体末端缩短的过程中，端粒的存在能够延缓染色体末端的缩短速度，保护染色体不受损伤。
而端粒酶则通过在染色体复制时延长端粒序列，进一步保护染色体末端，延缓染色体末端的缩短速度。
端粒和端粒酶在维持染色体的完整性和稳定性方面具有不可替代的作用。
5. 端粒和端粒酶在衰老和疾病中的作用端粒和端粒酶的功能异常与许多疾病和衰老过程相关。
端粒缩短与衰老的加速和疾病的发生有关；而端粒酶的活性异常也与许多疾病的发生有关，比如癌症和染色体不稳定性疾病。
端粒和端粒酶的功能异常可能会导致染色体不稳定性，从而引发多种疾病的发生和加速衰老。
6. 结语端粒和端粒酶在保护染色体稳定性方面起着重要作用，它们是维持染色体完整性的重要保护机制。
了解端粒和端粒酶的作用机理，对于揭示染色体稳定性的调控机制，以及预防和治疗与染色体稳定性相关的疾病有着重要意义。
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。
【精品文档】端粒和端粒酶
Assumptions
染色体的自然末端不同于非正常的 DNA断裂末 端,它有一个特殊的结构来避免染色体之间的 相互融合 .
科学家Hermann Muller 将这种特殊结构命名为 端粒(Telomere, 在希腊语中 ,telos表示末 端,meros 表示片段 ).
Experiments
Jack Szostak
人工染色体
1980年，Elizabeth Blackburn在会议上对这一重 大发现的报告,引起了Jack Szostak的极大兴趣。 他那时候正试图在酿酒酵母 中构建人工线性染色体，让 它能够在细胞中像自然染色 体一样复制。但当环状质粒 线性化并转入细胞后，很快 就被降解掉。
人工染色体
端粒序列的发现使Jack Szostak有机会把 线性质粒末端连接到四膜虫的端粒DNA ， 然后再倒入酵母细胞中。奇迹发生了：线 性质粒不再被降解，而是在细胞内稳定存 在并复制。 这是人工染色体的最早雏形，它使得DNA 的大片段克隆成为可能，后来为人类基因 组测序工作立下了汗马功劳。
Elizabeth Blackburn 和 Carol Greider 的实验
四膜虫在接合细胞的大核发育过程中,大核产生 了非常丰富的小染色体,每一个小染色体都在末 端加上了端粒,可以推测:如果“酶”的假说成立, 此时细胞内的酶活性应该是非常高的.
Elizabeth Blackburn 和 Carol Greider 的实验
用四膜虫的核抽提液与体外的端粒 DNA进行温 育,试图在体外检测到这个酶的活性 ,看到端粒 的延伸 .
Elizabeth Blackburn 和 Carol Greider 的实验
经过不断优化条件,尤其是把底物换成体外合成的高浓 度的端粒DNA后,Carol通过曝光x光片,清楚地看到了 “酶”的活性:在测序胶的同位素曝光片上,端粒底物明 显被重新加上了DNA碱基,而且每六个碱基形成一条很 深的带,与四膜虫端粒重复基本单位为六个碱基正好吻 合.