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《癌生物学》第十章（2）端粒和端粒酶

前言：上一期我们已经介绍了肿瘤细胞无增殖面临的两个障碍。

今天我们主要是学习〃端粒〃和〃端粒酶〃的相关内容。相信通过本

期的学习，我们对端粒和端粒酶的理解会更上一层楼~

端粒的结构

在哺乳动物细胞（以及许多其他后生动物细胞）中，端粒由重复

的六核甘酸序列组成，其中一条链（富含G）上为5-TTAGGG-3）互补链

上（富含。为5-CCCTAA-3e在正常人体细胞中,端粒DNA由数千

个重复的六核昔酸序列组成，在染色体末端形成5・10kb长的序列重复

片段。

端粒DNA通常为5-10kb长。在功能性端粒DNA（中间）与非端粒

染色体DNA（最左侧）之间还存在着亚端粒DNA区域。亚端粒DNA

区域里含有TTAGGG类似片段，但并没有染色体末端保护功能。然而,

由于亚端粒DNA含有端粒类似序列，它通常也是端粒制性片段T（RF）

的组成部分。但是只有单纯的端粒重复片段能够保护染色体DNA末端:

当单纯串联重复片段的重复次数减少到12次以下时就会丧失末端保护

功能。因此,即使仍然有数kb长度的TRF存在，但端粒已经丧失了阻

止染色体DNA末端融合的能力。

粼弋

5••■TTAGGGTTAGGGTTAGGG••--TTAGGG3

y••••AATCCC5,

11M\II__________________________________|

染色体作端粒DNA上??二蟠粒DNA双链区端粒DNA富G链3，

图1：端粒DNA的结构

特殊的是，富G链多出一百至数百个核昔酸，导致该链3单链端

外悬。这种凸出的链会形成一种最不寻常的分子构型——t环。当E寸通

过电子显微镜分析端粒DNA时发现了一种环形结构，实质上是套索结

构。这种构型的形成依赖于三链DNA复合体的形成。有可能所有端

粒DNA的末端均含有t环，但是由于在电子显微镜下保存和观察此结

构的技术上的制，只有一部分端粒在电子显微镜下可以观察到t环。

t环有助于保护线性DNA分子未端，因为单链末端的外悬区被巧妙地

塞进双链区域，以保护其免受损伤。

下图为t环的示意图，显示了3端凸出的富G链（粉色）与富C链

（蓝色）的小段区域退火形成詈换D（环）（粉色链）。图中箭头方向为

5一3。

下图再次显示了t环，3端伸入染色体形成双链螺旋，在图中用粗

线标明（粉色）。

C（）

岛（进

染色体体

富G链

图3:t环结构

相对较长的双链端粒DNA相对较短的外悬单链末端都与特定蛋

白质相结合。这些蛋白质中含有能够特异识别并结合该六核昔酸序列

的结构域，能够与端粒DNA的双链单链区结合。端粒结合蛋白、尚

未被发现的相关蛋白及端粒DNA一起构成的核蛋白复合体就称为端粒。

构成端粒复合物的一些端粒相关蛋白能保护端粒免于降解。其中，

TRF1TRF2能够结合端粒的双链DNA部分，而第三个蛋白P0T1

既能结合富G链的3,端外悬单链,又能与置换环D（环）的单链DNA结

4

口o

图4:端粒复