医药学论文：端粒、端粒酶与肿瘤[1]

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　　端粒(即染色体末端)的发现已有很长的历史，但对其结构、功能、合成及其重要意义的认识，近年来有了很大进展。本文就端粒、端粒酶的研究进展以及他们与肿瘤的关系综述如下。

　　一、端粒

　　(一)端粒的结构

　　端粒是位于染色体3′末端的一段富含G的DNA重复序列，端粒和端粒结合蛋白组成核蛋白复合物，广泛存在于真核生物细胞中，具有特殊的功能。不同种类细胞的端粒重复单位不同，大多数长5～8bp，由这些重复单位组成的端粒，突出于其互补链12～16个核苷酸内［1］。人类端粒由5′TTAGGG3′的重复单位构成，长度在5～15kb范围［1，2］。与端粒特异性结合的是端粒结合蛋白，迄今为止，只在少数生物中确定了端粒结合蛋白的结构及表达基因，然而端粒结构与功能的保守性表明，这些端粒结合蛋白的特性可能普遍适用于其他真核生物。Chong等［3］在人类细胞中发现了一种端粒结合蛋白，但人类染色体末端的DNA-蛋白复合体的结构还不清楚。

　　(二)端粒的功能

　　端粒高度的保守性表明，端粒具有非常重要的作用。其主要功能包括：

　　1.保护染色体末端：真核生物的端粒DNA-蛋白复合物，如帽子一般，保护染色体末端免于被化学修饰或被核酶降解，同时可能还有防止端粒酶对端粒进行进一步延伸的作用［1］。改变端粒酶的模板序列将导致端粒的改变，从而诱导细胞衰老和死亡［4］。

　　2.防止染色体复制时末端丢失：细胞分裂、染色体进行半保留复制时，存在染色体末端丢失的问题［5］。随着细胞的不断分裂，DNA丢失过多，将导致染色体断端彼此发生融合，形成双中心染色体、环状染色体或其他不稳定形式。端粒的存在可以起到缓冲保护的作用，从而防止染色体在复制过程中发生丢失或形成不稳定结构［1］。

　　3.决定细胞的寿命：染色体复制的上述特点决定了细胞分裂的次数是有限的，端粒的长度决定了细胞的寿命，故而被称为“生命的时钟”［6］。

　　4.固定染色体位置：染色体的末端位于细胞核边缘，人类端粒DNA和核基质中的蛋白相互作用，以′TTAGGG′结构附着于细胞核基质(包括nuclear envelope和internal protein)［3］。

　　(三)端粒的长度

　　端粒的长度在不同的细胞之间存在着差异。胚胎细胞和生殖细胞端粒的长度大于体细胞［7］。体外培养细胞端粒的长度随着细胞逐代相传而缩短，每复制一代即有50～200nt的DNA丢失，端粒丢失到一定程度即失去对染色体的保护作用，细胞随之发生衰老和死亡。所以，通过测定端粒的长度可以预测细胞的寿命［6］。人体细胞端粒的长度不一，存在着个体差异，随着年龄的增长，端粒每年减少约15～40 nt［7］，最终细胞衰老。胚胎细胞和生殖细胞端粒的长度不随着细胞分裂次数的增加而缩短，具有无限分裂的能力，其原因就在于端粒酶的存在［7］。

　　二、端粒酶

　　(一)端粒酶的结构和功能

　　端粒酶是由端粒酶RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白酶，通过识别并结合于富含G的端粒末端，以自身为模板，逆转录合成端粒［1］。

　　1995年，Junli等［8］克隆了人类端粒酶RNA基因，在长约450个碱基的人端粒酶RNA(hTR)序列中，有一段长11个核苷酸的区域(5′-CUAACCCUAAC-3′)，与人端粒序列(TTAGGG)n互补，发生在该模板区域的hTR突变将导致端粒酶功能的改变。

　　端粒酶蛋白质成分的分离十分困难，直到1995年，Greider等［9］才纯化并克隆了四膜虫端粒酶的两个多肽成分，即p80和p95。1997年，人们克隆并描述了两种人类端粒酶蛋白TP 1(telomerase associated protein 1)［10］和TP 2(telomerase associated protein 2或hTRT)［1 1］。其中TP 1与四膜虫端粒酶蛋白p80同源，能与端粒酶RNA特异性结合；TP 2与啤酒酵母S.cerevisiae的端粒酶蛋白Est2p同源，和逆转录酶的结构相似，是端粒酶的催化亚单位，在肿瘤细胞端粒酶的激活中起关键作用［12］。

　　四膜虫端粒酶RNA及其两个多肽成分(p80, p95)是组成端粒酶的唯一必要成分，鉴于端粒酶在进化中的保守性，hTR和TP 1、TP 2是否构成了完整的人类端粒酶，目前尚无定论。

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