端粒异常诱发各类疾病的机制探讨
[摘 要] 端粒是真核生物线性染色体末端的特殊结构。大量研究表明:端粒与端粒酶的异常与人体衰老、肿瘤 、心血管疾病的产生等有密切关系。本文旨在研究端粒在这些过程中的变化及其生物学功能,并揭示端粒异常与各类疾病间的关系。
[关键词] 端粒 端粒酶 衰老 肿瘤 心血管病
端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构,由简单的串联重复DNA序列组成,正常情况下随细胞分裂而缩短,端粒长度是决定细胞增殖能力和寿命的分子标志,因此被称作细胞衰老的生物钟,另外端粒的损耗与心血管疾病的诱发有密切联系。端粒酶是一种核糖核蛋白酶,属于逆转录酶家族。端粒酶的异常激活往往导致肿瘤的产生。对端粒与端粒酶的研究对这些疾病的临床治疗具有重要的指导意义。
1.端粒与端粒酶
1.1端粒的结构
端粒是真核细胞线性染色体末端一段特殊的DNA蛋白质复合物,由富含鸟嘌呤的DNA串联重复序列和端粒结合蛋白组成,具有高度的保守性。端粒DNA是由简单的DNA高度重复序列组成的,染色体末端沿着5"到3"方向的链富含GT。在人体中,端粒序列为TTAGGG/CCCTAA。
端粒在空间上形成T环和D环.并形成四链螺旋结构.称为G一四链螺旋(G一四链体)。一种模型认为,富含G的单链重复亚单位(TrAGGG)可自身折回,通过G”G碱基对,形成发夹型结构。两个来自不同染色体的发夹型结构相互结合形成G一四链体;这种特殊的空间结构赋予了端粒特殊的功能。
1.2端粒的功能
端粒在人体内扮演着极为重要的角色。首先,DNA复制过程中存在'末端复制问题“,染色体每经一次细胞分裂都会缩短。端粒的存在可以缓冲DNA在每一次分裂程中由于'末端复制问题“造成的染色体缩短,所以端粒维持定的长度在维持染色体的稳定性方面有重要作用。其次,端粒可以防止染色体相互融合,并为端粒酶提供底物,解决DNA复制的末端隐缩,保证染色体的完全复制。端粒、着丝粒和复制原点是染色体保持完整和稳定的三大要素。同时,端粒又是基因调控的特殊位点, 常可抑制位于端粒附近基因的转录活性。
1.3端粒酶及其功能
端粒酶是一种逆转录酶,由RNA模板和端粒酶逆转录酶两部分组成,可以以自身的RNA为模板合成端粒,在端粒酶活化的组织细胞中维持端粒的长度。人的大多数体细胞端粒酶无活性,随着端粒缩短而衰老死亡。端粒酶主要存在于生殖细胞、胚胎细胞,在造血干细胞、外周血淋巴细胞等分裂旺盛的细胞中有低表达。
端粒酶利用其自身hTR所携带的RNA为模板,在hTERT的逆转录催...
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