例文：端粒和端粒酶是如何保护染色体的

学号：***********

学年论文（设计）

（本科）

学院生命科学

专业生物科学

年级2007级

姓名党少旭

论文（设计）题目端粒和端粒酶是如何保护染色体的指导教师张伟职称讲师

成绩

2010 年 6月 4 日

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

Abstract (1)

Key Words (1)

前言 (1)

1.端粒和端粒酶的结构 (1)

1.1端粒的结构 (1)

1.1.1端粒DNA (2)

1.1.2端粒相关蛋白 (2)

1.2端粒酶的结构 (2)

2.端粒和端粒酶的功能、保护机制以及与衰老的关系 (2)

2.1端粒的功能 (2)

2.1.1端粒和细胞衰老的关系 (4)

2.1.2端粒长度和细胞衰老的关系 (4)

2.1.3端粒结合蛋白和衰老的系 (4)

2.2端粒酶的功能 (4)

2.2.1端粒酶和细胞衰老的关系 (5)

2.2.2端粒酶活性和细胞癌变的关系 (5)

3.端粒和端粒酶的应用前景 (5)

3.1肿瘤 (5)

3.2遗传性疾病 (5)

3.3抑制衰老 (6)

4.结语 (6)

参考文献 (6)

端粒和端粒酶是如何保护染色体的

姓名：党少旭学号：20075070170

院系：生命科学专业：生物科学

指导老师：张伟职称：讲师

摘要：染色体是遗传物质基因的载体。端粒和端粒酶在染色体复制过程中保证了遗传信息的完整性，成为现代生物学研究的热点。端粒封闭了染色体的末端并维持了染色体的稳定性，端粒的缺失会引起染色体融合并导致细胞的衰老及死亡。端粒酶的活化可延长染色体末端DNA，维持基因组的稳定。文章综述端粒和端粒酶的结构和功能，及其保护染色体的机制，并在此基础上展望了两者在医学领域中的重大价值。

关键词：端粒；端粒酶；保护机制

Abstract：Chromosome is the carrier of genetic material.Telomeres and telomerase which ensure the integrity of genetic information in the process of chromosome replication have become a hot research of modern biology.Telomeres close the end of chromosomes and maintain the stability of chromosomes;telomere loss can cause chromosomal integration and lead to cell senescence and death. Telomerase activity may extend the ends of chromosomes DNA and maintain genome stability.This review describes the structure and function of telomere and telomerase and how they protect mechanisms of chromosome .On this basis, it also prospects their great value in the medical field.

Keywords: telomere; telomerase; protection

前言

染色体DNA在半保留复制过程中，DNA沿5’-3’方向进行，RNA引物起始聚合反应，DNA聚合后，RNA引物被切除，DNA聚合酶发挥聚合作用填补缺口。但DNA聚合酶不具备从头合成的能力和3’-5’方向的合成能力，这样5’末端引物切除后的空隙没法填补就导致了子代DNA中的1条链逐渐缩短，即所谓的“末端复制问题”。细菌以环形复制方式来解决，而实际上真核生物线性DNA末端的复制是完整的。DNA断端具有

“黏”性，易于其他断端融合，而正常的染色体非常稳定。因此，必定存在某一保护机制来解决DNA分子末端复制所出现的难题并防止染色体融合，经过长期研究发现，真核生物已经进化出特定的DNA序列和特定的酶来解决这些问题，即端粒和端粒酶可以保护染色体复制的完整性。由于端粒和端粒酶与染色体保护、细胞衰老、肿瘤发生等现象密切相关，所以它也成为了科学家当前的研究热点。

1.端粒和端粒酶的结构

1.1端粒的结构

端粒位于真核生物线性染色体末端，是染色体末端的特化结构。是染色体功能实现的3大要素(着丝粒、端粒和复制起点)之一。由端粒DNA和端粒相关蛋白组成。1.1.1端粒DNA

由简单重复的非编码序列组成。Blackbrum等(1983)报道，四膜虫端粒是

5’-GGGGTT-3’的连续重复序列，并且每条染色体的端粒重复单位的重复次数不同。而线虫的端粒具有5’-TTAGGC-3’的特征。人的端粒重复序列是5’-TTAGGG-3’，重复长达15 kb，具有一条单链富含GT的3’末端突出，被成为G链。一般认为G链突出端存在于染色体的两个末端，这一特异的末端与特殊的末端结合蛋白所构成的结构是细胞区分自然末端和双链断裂的关[1]。不同机体之间端粒重复亚单位数目各不相同，同一机体的不同细胞及同一细胞在不同时期的重复数也不相同。如四膜虫一般有70个重复，而人的端粒则有2000个重复。最近发现，端粒DNA末端与端粒结合蛋白形成的是环套结构而不是单纯的线性结构。

1.1.2端粒相关蛋白

端粒相关蛋白是直接或者间接与端粒相结合的蛋白。Raplp白和Ku蛋白是2类具有重要意义的酵母端粒结合蛋白[2]。端粒结合蛋白Raplp与端粒DNA 形成非核小体结构。Ku蛋白是由Ku70／Ku80形成的二聚体蛋白，缺失Ku蛋白的酵母在37℃培养时会使端粒异常变短，并出现衰老表型等现象。迄今为止已经克隆的人类端粒相关蛋白主要有TRF1、TRF2、tankyrase和UP1等[3]。

1.2 端粒酶的结构

端粒酶是一种蛋白颗粒。一般认为端粒酶由端粒酶RNA(TR)、端粒酶相关蛋白和端粒酶催化亚基(TERT)3部分组成。许多物种的TR已经被成功克隆，如纤毛虫、酵母、人和鼠等。人的端粒酶RNA(hTR)为单拷贝基因，hTR 模板序列为UAACCCUAAC[4]。通过研究比较发现，不同物种TR间一级结构的同源性较低，但它们的二级结构非常相似，有4处发卡结构形成4个小的和1个大的环形单链区，端粒DNA 的模板RNA 即位于此区。Creider等在四膜虫中分离出2种端粒酶相关蛋白亚单位p80和p95。1997年在人、小鼠和大鼠中也克隆出了端粒相关蛋白TP1和TLP1。TP1／TLP1的mRNA表达并不限于有端粒酶活性的组织和细胞系中，因此端粒酶活性的表达并不是由这一部分决定的[5]。TERT