楊梅

【摘 要】端粒作為一種真核生物的標(biāo)志物，保持其正常的形態(tài)功能關(guān)系到了生長，健康，繁殖等人類的各項生理生化活動。但人們對端粒的研究并不深入，目前還有很多方方面面的端粒領(lǐng)域是人類無法觸及的，研究檢測端粒，是人類歷史上一個不了避免的趨勢

【關(guān)鍵詞】端粒；端粒酶；疾?。粰z測

端粒是染色體上最末端的部分，具有對染色體的保護(hù)作用，能夠防止染色體在復(fù)制與互換的過程中變短，維持基因環(huán)境的穩(wěn)定，保證表達(dá)產(chǎn)物的正常性，端粒的本質(zhì)屬于染色體，是染色體末端3'的一段富含G鳥嘌呤的DNA重復(fù)序列加上蛋白質(zhì)結(jié)合形成的核蛋白復(fù)合物。端粒是廣泛的存在于真核細(xì)胞中的，并且具有特殊的功能，維持真核生物的健康生長代謝。

1.1端粒的構(gòu)成

端粒在不同物種的動物中存在，其DNA的排列順序自然不同，即使在同物種中也存在變異，在個體的不同細(xì)胞中，端粒的長度也是不一樣的。端粒的重復(fù)單位，大多數(shù)長為5-8bp，其一般會比互補鏈長度突出12-16個核苷酸的距離。人的端粒由5'TTAGGG3'的重復(fù)單位構(gòu)成，長度在5-15kb的范圍內(nèi)，迄今為止只有少數(shù)的生物中確定出了端粒的結(jié)構(gòu)與工能的保守性，但可以推測出來這種結(jié)構(gòu)與功能的保守行可能適用于普遍的微生物。

1.2端粒的意義

端粒在一定程度上具有保護(hù)作用，能夠有效的保護(hù)染色體末端，防止染色體復(fù)制時末端的丟失而引起的一系列問題，同時端粒也決定了細(xì)胞的壽命，固定了染色體的位置

1.3端粒的長度

端粒的長度在不同細(xì)胞中表現(xiàn)不一樣，并且在同種生物中的不同細(xì)胞中也存在著差異，主要是生殖細(xì)胞中端粒的長度大于體細(xì)胞，體外培養(yǎng)的細(xì)胞的在一定程度上長度隨著細(xì)胞的逐代相傳而縮短，每復(fù)制一代，有將近50-200nt的端粒丟失，當(dāng)端粒丟失到一定的程度時細(xì)胞隨之會發(fā)生衰老與死亡，因此通過預(yù)測端粒的長度可以來預(yù)測細(xì)胞的壽命。人的細(xì)胞端粒的長度長短不一，而且存在個體差異，但是隨著年齡的增長，端粒每年減少15-40nt，最終使衰老細(xì)胞死亡，而在生殖細(xì)胞中端粒并不會由于生長分裂而導(dǎo)致長度減短，因此生殖細(xì)胞具有近似于無限的增殖能力，這是由于端粒酶的作用，端粒酶在漫長的進(jìn)化中由胚胎期的活性逐漸關(guān)閉，而當(dāng)某些細(xì)胞染色體端粒中逐漸減少時會發(fā)生眾多的變異，有少數(shù)變異會導(dǎo)致端粒酶被直接激活，使端粒長度恢復(fù)到原始長度，細(xì)胞具有增殖和存活的不死性。

1.4端粒酶的構(gòu)成

端粒酶由端粒酶RNA（TR），端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（TERT），端粒酶催化亞基這3個單位組成，其中以端粒酶RNA與端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶最為重要，端粒酶RNA是端粒序列（TTAGGG）的合成模板，對于端粒酶發(fā)揮作用生成端粒有十分重要的聯(lián)系。而端粒逆轉(zhuǎn)錄酶又由四個分別掌管N端連接，羧基延伸，RNA結(jié)合，反轉(zhuǎn)錄控制的功能元件構(gòu)成。每個物種的端粒酶RNA都有大大小小的不同，但總的是由結(jié)點，模板翻譯處與模版邊界3部分共同構(gòu)成。

1.5端粒酶的功能

端粒酶使RNA引物與DNA末端相結(jié)合，在酶的催化下發(fā)生逆轉(zhuǎn)錄，當(dāng)逆轉(zhuǎn)錄完成后，DNA末端發(fā)生動態(tài)移位，然后開始下一輪的識別與逆轉(zhuǎn)錄，最后完成轉(zhuǎn)錄離開端粒酶。

2.1端粒與疾病的產(chǎn)生

端粒在隨著細(xì)胞的不斷增殖分化，會呈現(xiàn)越來越短的現(xiàn)象，而細(xì)胞的衰老可能與端粒的變短有關(guān)，因為端粒的變短，細(xì)胞開始無法維持正常的生理機能，不能以正常形態(tài)存在甚至出現(xiàn)基因突變頻率升高的現(xiàn)象，最終結(jié)果將會是導(dǎo)致各種疾病的產(chǎn)生

2.2端粒與人體衰老

衰老分復(fù)制性衰老與基因填控的衰老，在衰老的過程中第一種衰老由于復(fù)制能力的缺乏引起的，而第二種衰老則是由于基因程序性表達(dá)產(chǎn)生的。經(jīng)過87例19-77歲不同年齡人中的研究，發(fā)現(xiàn)人體中普遍白細(xì)胞的端粒最短，而肌纖維的端粒最長，在幼兒的成長過程中，由于端粒酶的存在，端粒是不會縮短的，所以科學(xué)家們推測端粒在各個體細(xì)胞中的長度不同是由于端粒酶在不同細(xì)胞內(nèi)的選擇表達(dá)差異性引起的。而當(dāng)人成年后，除生殖細(xì)胞哪種細(xì)胞，其增殖的數(shù)率是相近的，所以其端粒的縮短速率也是相近的，端粒的這個特性正是人們所說衰老是從18歲成年開始的依據(jù)之一，在衰老的給過程中，可以通過端粒的縮短速率來判斷細(xì)胞的衰老程度。

2.3端粒與生殖繁衍

在生殖細(xì)胞中。為了維持基因的穩(wěn)定性，在增殖的過程中端粒酶會作用保證生殖細(xì)胞的穩(wěn)定性，而當(dāng)患者患上某種疾病或基因出現(xiàn)缺陷問題時，影響到了生殖細(xì)胞中端粒長度變短，在長度降低到1T/S時，便會引發(fā)生殖性障礙，在端粒減短時會造成各種不良反應(yīng)，如染色體易斷裂，精子減數(shù)分裂過程中聯(lián)會分離錯誤，發(fā)生形成受阻現(xiàn)象，或者染色體功能異常，直接導(dǎo)致生殖細(xì)胞凋亡，最終導(dǎo)致精子數(shù)量降低，活性變?nèi)酢?/p>

3.1端粒與端粒酶的研究與測定

在細(xì)胞中，端粒酶與端粒的量十分微小，很難從微小的細(xì)胞中提取大量的端粒與端粒酶進(jìn)行研究，因此必須采用一些全新的技術(shù)來了解端粒與端粒酶，去解決科學(xué)遇到的困難，促進(jìn)端粒與端粒酶的研究進(jìn)程。

3.2單分子熒光技術(shù)檢測法

單分子熒光技術(shù)與單分子操縱技術(shù)共稱為兩項單分子技術(shù)，與常用的單分子檢測不同的是，它的靈敏率更高，而且空間分辨率也十分出色，甚至可以達(dá)到納米級別，在應(yīng)對端粒與端粒酶這種劑量少，濃度低的情況時有相當(dāng)?shù)拿钣?，可以通過電腦來對分子的軌跡進(jìn)行記錄，無需過多的精力，除了分子動力學(xué)因素的干擾外，其它均不是明顯的問題，常用的單分子熒光技術(shù)為熒光雙色相應(yīng)檢測技術(shù)，是由一個DNA分子團上標(biāo)記的有兩個不同的熒光因子團，通過雪崩光電二級管對分子進(jìn)行檢測，然后兩部分的光線進(jìn)行重疊，極大的提高了靈敏力，能夠清晰的觀察雙熒光標(biāo)記的DNA分子的結(jié)構(gòu)變化，對端粒與酶的檢測具有重要進(jìn)步意義

3.3鈉米金-Nafion修飾電極電化學(xué)阻法

鈉米金-Nafion修飾電極電化學(xué)阻抗測定人的端粒DNA是一種數(shù)學(xué)～物理模型的方式來進(jìn)行測量的方法，不同于單分子熒光技術(shù)的直觀性，它通過了頻響函數(shù)值的方法進(jìn)行測量與計算，期間也通過了構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的方法來輔助計算，出了動用大量的數(shù)據(jù)支持外，它具有靈敏性高，并且不需要熒光標(biāo)記操作的影響的優(yōu)勢，而且它不破壞被測試物的活性，保證了測試有更好的結(jié)果。

3.4 DNA印跡法測端粒長度

DNA印跡法由southern于1975年建立，顧名思義，即用復(fù)印一樣的技術(shù)，比較準(zhǔn)確的保持了研究的DNA在電泳圖譜中的位置，不但可以檢測出特異的DNA分子片段，還能夠檢測定位測量分子量，通過橫豎坐標(biāo)的方式，以已知DNA為參照物1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制，由該實驗可以分辨近150個堿基對（bp），最大的缺點就是實驗品的要求較高，為沒有斷裂的優(yōu)品質(zhì)DNA，并且實驗周期長需要耗費5-7天的時間。

4.1小結(jié)

端粒的存在對我們的生活有很多影響，有利有弊，我們應(yīng)該更多的去應(yīng)用它有利的一面，如抗衰老，延長壽命等，盡全力為人類的生存謀福利。

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