端粒、端粒酶与肿瘤

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1、端粒、端粒酶与肿瘤东南大学医学院病理学系端粒与端粒酶-----端粒的概念端粒（telomere）是真核生物染色体线性DNA分子末端的特殊结构，对维持染色体稳定性和DNA完整复制具有重要作用。端粒与端粒酶-----端粒的发现20世纪30年代末：Müller首先提出了“端粒”概念20世纪70年代:Olovnikov提出染色体分子末端的丢失细胞退出细胞增殖1978年Blackbum,etal.发现四膜虫端粒分子末端是重复串联的5’GGGGTT3’DNA简单序列1985年Gueider,etal.发现端粒酶1989/1992年间Lundblad,etal.提出“端粒假说”端粒与端粒酶-----端粒

2、假说的内涵细胞分裂次数增加端粒缩短端粒缩短启动某些信号细胞停止分化和老化(M1期)病毒转化/P53突变细胞继续分裂,端粒进一步缩短①细胞进入M2期细胞死亡②端粒酶激活端粒功能恢复细胞永生化端粒与端粒酶-----端粒的组成和结构端粒是染色体上增大的末端染色体粒原端粒（protelomere）常端粒（utelomere）电镜研究显示，端粒含有不规则折叠染色质丝，每根纤丝直径约23nm，这种纤丝很少在染色体一端终结，而是弯回到染色体中去。端粒与端粒酶-----端粒的组成和结构Blackburn等发现四膜虫rRNA分子末端是一连串重复的六核苷酸，序列为：3’CCCCAA5’，5’GGGGTT3’这

3、种重复一般可达几十次，总长度为370bp-520bp。1986年Zalian等在纤毛虫中发现了与端粒DNA结合的特异性蛋白（TRF1、TRF2），其分子质量分别为55kd、41kd的二聚体蛋白质，结合在富含G的端粒DNA链上。象“帽子”一样保护端粒不受化学修饰或核酸酶的作用。端粒的这些结构蛋白与端粒酶有区别。细胞学观察端粒直/间接与核膜相连，可能与染色体分离和细胞分裂有关。端粒与端粒酶-----端粒的功能(1)端粒DNA和它的结合蛋白紧密结合，像二顶帽子盖在线性DNA的两端使其末端具有惰性保持着遗传的稳定性。端粒与端粒酶-----端粒的功能(2)端粒保证了染色体末端稳定的复制。按线性DNA

4、分子的复制模型，在新复制的DNA链的5’-端将有一缺隙无法填补，细胞面临5’-端逐渐缩短。端粒的存在能减缓这一缩短趋势，使染色体近末端的遗传信息不致在复制中丢失。端粒与端粒酶-----端粒的功能(3)Fussel曾报道用3H-T对洋葱根尖细胞进行脉冲标记，发现在G1、S、G2期，染色体的走向都和分裂末期的染色体一样，着丝粒异染质聚集于核的一边，而端粒则位于着丝粒的对侧，成散在分布。据推测这种与核膜的紧密结合关系，维持着细胞染色体的空间定向，使染色体所携带的信息能有秩序而又有效的复制和表达。端粒与端粒酶-----端粒酶的发现1984年Shampay等在研究酵母染色体的端粒结构时发现端粒的复制

5、是一种无模板复制。此后，Blackburn实验室利用四膜虫的无细胞抽提物在体外进行了端粒“加尾”实验，结果发现：①端粒的加尾方向是按富G链的5’端→3’端，每次是以TTGGGG为一个单位重复加上②这种“加尾”是无模板的③反应体系中有一种物质能特异性识别拟被加尾的末端序列④催化反应的是一种具有酶活性的蛋白质，称为端粒转移酶端粒与端粒酶-----端粒酶的结构该酶系核糖核蛋白复合物蛋白质酶活性RNA复制模板不同物种的端粒重复序列不同---保守性较差四膜虫的模板区序列：5，-CAACCCCAA-3，人的模板区序列：5，CUAACCCUAAC-3，模板区与端粒的末端结合定延伸复制的模板端粒与端粒酶-

6、----端粒酶的结构发现四膜虫端粒酶是一种RNA-蛋白质复合物（RNP结构），分子质量在200kd-500kd，对RNA酶极为敏感，端粒酶内的RNA和蛋白质对其活性似乎都是必需的端粒酶的蛋白组分由一些亚单位构成，如端粒酶催化亚单位（TERT），其共同特点含有逆转录酶的大部分保守性序列。端粒与端粒酶-----端粒酶的功能细胞分裂端粒缩短端粒酶端粒亚单位合成端粒延长端粒与端粒酶-----端粒酶的功能根据端粒DNA以及端粒酶的特性提出了端粒延长的“爬行”模型（inchwormmodel）。端粒合成必须有3个步骤：端粒酶对已有的末端的识别和结合；根据内含的RNA模板添加互补的核苷酸并聚合移位使端粒

7、重复序列得以连续复制。端粒酶能够对端粒DNA的富含G-链进行加尾延长，而富含G-链又能通过G-G配对使其终端形成回折，这样DNA复制时新链5’-端缺失就可以得到补齐端粒与端粒酶-----端粒酶活性的测定起初是通过间接测定不同组织类型染色体中端粒的平均长度变化来估侧端粒酶活性。1994年报道了端粒重复序列扩增法（telomericrepeatamplificationprotocol,TRAP）以检测端粒酶活性。该方法的特