染色體是細(xì)胞核中的一種物質(zhì)，主要由脫氧核糖核酸(DNA)組成。基因是DNA的一個(gè)片斷，可傳遞遺傳信息。染色體端部有成串的DNA粒體，稱為染色體端粒(簡(jiǎn)稱端粒)，使染色體不致因相碰而擦傷或粘在一起，具有保護(hù)遺傳密碼的作用。

端粒與DNA的其他部分一樣，含有A、T、C、G四種分子(A、T、C、G依次是腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶、鳥嘌呤的簡(jiǎn)稱)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的一條鏈子的A必須與另一條的T配對(duì)，而C必須與G配對(duì)。端粒的DNA段由六個(gè)基本對(duì)組成，即一條含有多個(gè)TFAGGG的鏈子與相應(yīng)的含有多個(gè)AATCCC的鏈子配合。

在端粒的保護(hù)下，細(xì)胞分裂時(shí)基因不致缺失。細(xì)胞需要繼續(xù)分裂，從而提供新鮮的皮膚、血液、骨骼及其他所需的細(xì)胞。在細(xì)胞分裂前，染色體自行復(fù)制，以便分裂后形成的兩個(gè)子細(xì)胞具有同樣的遺傳物質(zhì)。母細(xì)胞DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的兩條鏈子必須從中間分開(kāi)，并由DNA聚合酶和核糖核酸(RNA)小段協(xié)助復(fù)制子細(xì)胞所需的新鏈子，按A、T、C、G排列的原則與母細(xì)胞所分出的一條鏈子重新組成DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。但是此結(jié)構(gòu)比母細(xì)胞DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)短些，這是因?yàn)镽NA小段不能到達(dá)端部的盡頭，因此有一段DNA缺失。在子細(xì)胞端粒的端部加入端粒酶，就可避免磨損過(guò)快，特別適用于生殖細(xì)胞，即使在產(chǎn)生精子或卵子后，端粒酶仍很活躍。

細(xì)胞每分裂一次，端粒就會(huì)短一些；一旦端粒過(guò)短，細(xì)胞便會(huì)停止分裂。由于缺乏新細(xì)胞補(bǔ)充，衰老隨之而來(lái)，如皮膚起皺、白發(fā)叢生、禿頂、骨質(zhì)疏松、腸胃功能紊亂等，甚至患白血病或早老性癡呆癥。另一個(gè)威脅是致癌，端粒缺失導(dǎo)致基因突變，細(xì)胞無(wú)控制地生長(zhǎng)，變成癌細(xì)胞。

猶他大學(xué)的遺傳學(xué)家理查德·考索恩及其同事們研究發(fā)現(xiàn)，端粒越短，人的壽命越短。一般來(lái)說(shuō)，端粒較長(zhǎng)的人比端粒較短的人多活5年。60歲以上的人，端粒較短者死于心臟病的幾率比端粒較長(zhǎng)者高出3倍，而死于傳染病的幾率則高出8倍。

研究人員認(rèn)為，宇宙航行中宇宙射線對(duì)端粒的輻射會(huì)導(dǎo)致宇航員早衰，這就不符合愛(ài)因斯坦的孿生子佯謬。該佯謬說(shuō)，孿生子中的一個(gè)乘宇宙飛船去太空旅行，飛船航速接近光速，他的孿生兄弟留在地球上。根據(jù)狹義相對(duì)論中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變慢的規(guī)則，他在飛船中的時(shí)間過(guò)得慢些。當(dāng)他回到地球時(shí)，他的孿生兄弟發(fā)現(xiàn)他比自己年輕。

NASA約翰遜空間中心主任科學(xué)家弗蘭克·卡辛諾泰說(shuō)：“問(wèn)題在于孿生子佯謬沒(méi)有包含生物學(xué)，特別是宇宙射線的輻射效應(yīng)和衰老生物學(xué)方面。”NASA科學(xué)網(wǎng)在報(bào)道時(shí)所加按語(yǔ)指出，愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論是正確的，在愛(ài)因斯坦時(shí)代主要是研究時(shí)間流逝變慢效應(yīng)，沒(méi)有包括宇宙航行的各個(gè)方面。

航天飛機(jī)和空間站的宇航員處于地球磁場(chǎng)保護(hù)的軌道上，受到宇宙射線的傷害很小。NASA計(jì)劃在2018年重返月球和奔向火星，宇航員在脫離地球磁場(chǎng)保護(hù)的情況下所受宇宙射線的傷害究竟如何，對(duì)“輻射衰老”帶來(lái)什么影響，應(yīng)當(dāng)采取哪些防衛(wèi)措施，都要研究。得克薩斯州立大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的細(xì)胞生物學(xué)家杰雷·謝伊及其同事們，在NASA的支持下正在研究這些問(wèn)題?？ㄐ林Z泰及其同事們最近研究高能鐵離子(宇宙射線的主要組成部分)導(dǎo)致端粒損傷的情況。他們把淋巴細(xì)胞放在實(shí)驗(yàn)器皿中，并分別暴露于鐵離子和伽馬射線下。端粒DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)卷成一條伸長(zhǎng)的環(huán)帶，在染色體端部形成小結(jié)。伽馬射線僅輻射到環(huán)帶的一邊，而鐵離子同時(shí)輻射到環(huán)帶的兩邊。結(jié)果表明，鐵離子使端粒受到的傷害較大。

研究人員把端粒比做定時(shí)炸彈的信管。端粒的存亡對(duì)宇航員健康和人的壽命有很大的影響?？茖W(xué)家們?yōu)閷で蠓乐苟肆Ｗ兌袒蛉笔У姆椒ǘΓ绮捎枚肆Ｃ甘怯行У摹?/p>