周俊宜中山醫科大学生化教研室课件.pptVIP

周俊宜 中山医科大学生化教研室;概 论;;AGAACTT ;DNA;5’; ; “端粒和端粒酶的研究历程就象不断伸缩的端粒本身变幻无穷，并且不时带给人们某些惊讶。从三十年代端粒概念首次提出，一直到今天活跃在恶性细胞中的端粒酶研究热潮的兴起，人们眼中的端粒和端粒酶已不仅仅限于它们所形成的染色体的‘保护帽’，它还显现出更加意味深长的内涵…… ”; “人体的正常细胞经过有限的分裂次数后即进入衰老阶段，停止增殖而最终走向衰亡。呈恶性生长的癌细胞似乎摆脱了正常衰老过程的约束，在无拘无束地高速生长中获得“永生”。衰老和肿瘤相互对立却又同为人类的“天敌”，两者之间千丝万缕的关联一直以来为人们所关注。 近年来端粒酶热点的出现被认为是联结着肿瘤和衰老研究的一条全新纽带，国际权威期刊Cell、Science等逐年递增地刊载相关论文和报道，对端粒和端粒酶这一研究方向予以相当关注，认为有可能对肿瘤、衰老等重大生命课题产生深远影响。”; 主要内容;端粒的结构与功能; 二十世纪三十年代，两位著名的遗传学家Barbava McClintock和Hermann J.Muller发现，染色体的末端有一种能稳定染色体结构和功能的特殊成分。如果缺少了这种成分，染色体之间就会互相粘连、出现结构的变化或其它错误的行为，以致影响到染色体的生存和正确复制并进一步威胁到细胞的存亡。于是Muller从希腊文的末端（telos）和部分（meros）二词为这种特殊的成分创造了一个全新的术语端粒（telomere）。 ;断端降解、断端融合、结构功能破坏;从希腊字的末端“telos”和部分“meros”创造了一个全新的单词：端粒—— telomere ; 端粒的精确组成则是在七十年代末才首次被提出。1978年，美国科学家Blackburn和Joseph G. Gall发现，单细胞池塘生物四膜虫（Tetrahymena）的端粒是由一种极短的简单重复序列TTGGGG多次重复而成。 从那以后，包括动物、植物和微生物在内的多种生物的端粒序列已被确定，它们均是由富含G和T的简单重复序列不断重复而成。正是这些连接在染色体末端的核苷酸重复序列和结合在其上的一些蛋白质??同构成了真核生物染色体的“末端保护帽” 。;1978年首次发现四膜虫端粒的分子组成：;端粒末端回折结构;1) GT链的5’ 3’总是指向染色体的末端。 2) 重复次数不保守。 3) 链区内有缺口即游离的3’-端羟基存在。 4) DNA的最末端不能进行末端标记，推测其分子是一个回折结构。;n（CCCTAA）;;DNA聚合酶Ⅰ;5’-CCCCAAOHCCCAACCCCAACCCCAAOHCCCAA-----3’ 3’-GGGGTTGGGGTTGGGGTTGGGGTTGGGGTT-------5’;5’-CCCCAACCC…… 3’-GTTGGG……; 端粒帽 染色体DNA 端粒帽;人类; 随着对端粒分子组成结构的阐明，端粒对维护染色体完整性的功能已不是一个笼统的概念。活跃在细胞中枢并当担着延续生命重任的染色体DNA其实面临的是一个“危机四伏”的境界，它对外要抵御核酸酶等各种因素袭击，对内则有一个难以“自圆其身”的所谓“末端复制问题”。端粒的存在正是扮演了一个卫士的角色，它就象是一个尽忠职守的“生命卫士”，不但避免了外界因素的入侵，而且在复制过程中，把基因组序列包裹在内部，以牺牲自身而避免染色体结构基因被侵蚀，从而防止了遗传信息的丢失，维护了染色体结构和功能的完整性。 ;;染色体DNA的末端复制问题：;3’;1)纤毛原虫动物 四膜虫：其巨核形成过程中，经历了端粒从无到有的发育过程。 2) 酵母 外源DNA转化酵母细胞后，在其末端形成新端粒的效率很高。;1）早期的原始复制模型;端粒酶的结构与功能; ; Blackburn的实验;1）端粒的加尾方向是按GT链从5’端 3’端。 2）每次加一个重复单位。 3）似为无模板复制。 4）被加尾的末端序列具有特异性。 5）催化加尾的应是细胞抽提物中一种具有酶活性的物质。;2 端粒酶的结构; ;3）Greider的点突变实验：;端粒;C;端粒酶蛋白质;遗传密码;人类端粒酶蛋白质;TTGGGGTTGGGGTTGGGG;末端补齐机制：;4 端粒酶活性的测定;1994年，Kim首创端粒重复扩增法（TRAP）。;TRAP的电泳检测;; ;端粒、端粒酶与细胞衰老;染色体;细胞分裂;1）培养细胞： 端粒长度随分裂次数增多而缩短。 端粒长度和细胞分