《改变生活的生物技术》课程教学资源（阅读材料）端粒酶与抗衰老

端粒酶与抗衰老 13307130004陈力 端粒简介 染色體 端粒( Telomere)是染色体末端的DNA重复 著絲粒 序列,作用是保持染色体的完整性和控制细胞分 裂周期 染色分體 DNA每次复制端粒就缩短一点。一旦端粒消 舱基對粗糠蛋自 耗殆尽,细胞将会立即激活凋亡机制,即细胞走 向凋亡。因此,端粒和细胞老化有明显的关系 精、卵细胞的端粒比成年体细胞的都长许多 DNA雙蝶旋 端粒的作用 染色体由于融合、降解、重排而形成不稳定结构从而威胁到DNA的正确复 制和细胞生存,端粒的存在能够保护染色体免于化学修饰、被核酸降解以及因端 端作用而产生的威胁 端粒使染色体末端区域形成异染色质,在细胞进行减数分裂的过程中结合到 核膜一特定区域,使得染色体寻找同源染色体启动和配对的过程更加容易,并且 保证了染色体分离的正确性。 在细胞有丝分裂的过程中,端粒会随着分裂次数的增加逐渐缩短,当端粒缩 短到一定程度时便无法继续维持染色体的稳定,细胞最终死亡,故而能够根据端 粒的长度预测细胞的寿命。但是在生殖细胞中,端粒的长度不随细胞分裂而缩短, 推测是由于生殖细胞中富含端粒酶的缘故 端粒酶简介 端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的核 糖核蛋白复合体,属于反转录酶,与端粒的调 控机理密切相关。人类的端粒酶亚单位基因已 被复制出来,分别是端粒酶RNA(hTR)、端 粒酶结合蛋白(hTP1)、端粒酶活性催化单位

端粒酶与抗衰老 13307130004 陈力 端粒简介 端粒（Telomere）是染色体末端的 DNA 重复 序列，作用是保持染色体的完整性和控制细胞分 裂周期。 DNA 每次复制端粒就缩短一点。一旦端粒消 耗殆尽，细胞将会立即激活凋亡机制，即细胞走 向凋亡。因此，端粒和细胞老化有明显的关系。 精、卵细胞的端粒比成年体细胞的都长许多。 端粒的作用 染色体由于融合、降解、重排而形成不稳定结构从而威胁到 DNA 的正确复 制和细胞生存，端粒的存在能够保护染色体免于化学修饰、被核酸降解以及因端 端作用而产生的威胁。 端粒使染色体末端区域形成异染色质，在细胞进行减数分裂的过程中结合到 核膜一特定区域，使得染色体寻找同源染色体启动和配对的过程更加容易，并且 保证了染色体分离的正确性。 在细胞有丝分裂的过程中，端粒会随着分裂次数的增加逐渐缩短，当端粒缩 短到一定程度时便无法继续维持染色体的稳定，细胞最终死亡，故而能够根据端 粒的长度预测细胞的寿命。但是在生殖细胞中，端粒的长度不随细胞分裂而缩短， 推测是由于生殖细胞中富含端粒酶的缘故。 端粒酶简介 端粒酶是一种由 RNA 和蛋白质组成的核 糖核蛋白复合体，属于反转录酶，与端粒的调 控机理密切相关。人类的端粒酶亚单位基因已 被复制出来，分别是端粒酶 RNA（hTR）、端 粒酶结合蛋白（hTP1）、端粒酶活性催化单位

( hTERT)。它以自身的RNA作为端 端粒酶 内部RNA模板 粒DNA复制的模板,合成出富含脱氧DNs-ooom-OH CAAAACCCCAA 单磷酸鸟苷( Deoxyguanosine Monophosphate,dGMP)的DNA序列 聚合作用 后添加到染色体的末端并与端粒蛋白 杂交 质结合,从而稳定了染色体的结构。但 s-TTTTGGGGTTTTGGGGTITT\ AACCOCAAAAG- OHO 是,在正常人体细胞中,端粒酶的活性 受到相当严密的调控,只有在造血细 胞、干细胞和生殖细胞,这些必须不 再杂交 断分裂复制的细胞之中,才可以侦测 到具有活性的端粒酶。当细胞分化成 5-TITT OHG fc) 3 CAAACCCCAAAA 熟后,必须负责身体中各种不同组织的 需求,各司其职,于是,端粒酶的活性 进一步聚合作用 就会渐渐的消失。对细胞来说,本身是 否能持续分裂复制下去并不重要,而是 分化成熟的细胞将背负更重大的使命,就是让组织器官运作,使生命延续。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复制机制的缺陷填补起来,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,使得细胞分裂复制 的次数增加。 端粒酶与抗衰老 美国德克萨斯大学西南医学中心的细胞生物学及神经系统科学教授杰里谢 伊和伍德林赖特做了这样一项试验:在采集的包皮细胞(包皮环切术的附带产 物)中导入某种基因,该基因可使细胞产生端粒酶。一般来说,包皮细胞在变老 之前可分裂60次左右。但在上述试验中,细胞已分裂了300多次却毫无终止的 征兆,也没有显示任何异常的迹象。“细胞在端粒酶的作用下,就像被注入了兴 奋剂的小兔子,”谢伊说,“它们只管没完没了地分裂繁殖

（hTERT）。它以自身的 RNA 作为端 粒 DNA 复制的模板，合成出富含脱氧 单磷酸鸟苷(Deoxyguanosine Monophosphate，dGMP)的 DNA 序列 后添加到染色体的末端并与端粒蛋白 质结合，从而稳定了染色体的结构。但 是，在正常人体细胞中，端粒酶的活性 受到相当严密的调控，只有在造血细 胞、干细胞和生殖细胞，这些必须不 断分裂复制的细胞之中，才可以侦测 到具有活性的端粒酶。当细胞分化成 熟后，必须负责身体中各种不同组织的 需求，各司其职，于是，端粒酶的活性 就会渐渐的消失。对细胞来说，本身是 否能持续分裂复制下去并不重要，而是 分化成熟的细胞将背负更重大的使命，就是让组织器官运作，使生命延续。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 复制机制的缺陷填补起来，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，使得细胞分裂复制 的次数增加。 端粒酶与抗衰老 美国德克萨斯大学西南医学中心的细胞生物学及神经系统科学教授杰里.谢 伊和伍德林.赖特做了这样一项试验：在采集的包皮细胞（包皮环切术的附带产 物）中导入某种基因，该基因可使细胞产生端粒酶。一般来说，包皮细胞在变老 之前可分裂 60 次左右。但在上述试验中，细胞已分裂了 300 多次却毫无终止的 征兆，也没有显示任何异常的迹象。“细胞在端粒酶的作用下，就像被注入了兴 奋剂的小兔子，”谢伊说，“它们只管没完没了地分裂繁殖

与此同时,谢伊和赖特的合作伙伴——美国杰龙( Geron)公司的研究人员 采用人体视网膜细胞做了相同的试验。结果,这些细胞似乎也变得长生不老了。 端粒酶的展望与可能存在的问题 端粒酶的发现使正常细胞,衰老和癌化这些难题有了一个符合逻辑的解释。 科学家们预测将来把端粒酶注入衰老细胞中,延长端粒长度,使细胞年轻化,这 些都将是可行的。未来医生给老人注射类似端粒酶的制剂,延长老者的端粒长度, 甚至可以达到返老还童的效果。 可即使假设人体具有了端粒酶,能否就此长生仍然需要打上一个问号。因为 端粒酶仅仅解决了复制长度的问题,并不能解决DNA复制时的变异问题,长生 很可能不是单单一个端粒酶就能解决

与此同时，谢伊和赖特的合作伙伴——美国杰龙（Geron）公司的研究人员， 采用人体视网膜细胞做了相同的试验。结果，这些细胞似乎也变得长生不老了。 端粒酶的展望与可能存在的问题 端粒酶的发现使正常细胞，衰老和癌化这些难题有了一个符合逻辑的解释。 科学家们预测将来把端粒酶注入衰老细胞中，延长端粒长度，使细胞年轻化，这 些都将是可行的。未来医生给老人注射类似端粒酶的制剂，延长老者的端粒长度， 甚至可以达到返老还童的效果。 可即使假设人体具有了端粒酶，能否就此长生仍然需要打上一个问号。因为 端粒酶仅仅解决了复制长度的问题，并不能解决 DNA 复制时的变异问题，长生 很可能不是单单一个端粒酶就能解决