原創(chuàng) 轉(zhuǎn)網(wǎng) 轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng) 收錄于合集 #行業(yè)動(dòng)態(tài) 392個(gè)

2009年，因?yàn)椤卑l(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶是如何保護(hù)染色體的“這一研究成果，Elizabeth Blackburn、Carol Greider以及Jack Szostak獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。也讓大眾第一次聽說了“端?！边@個(gè)詞匯。

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作者：kope

那么端粒是如何被發(fā)現(xiàn)的呢？在DNA復(fù)制過程中，依據(jù)堿基互補(bǔ)原則合成新的DNA鏈，由此合成的新鏈和舊鏈之間呈現(xiàn)互補(bǔ)關(guān)系，從而構(gòu)成了一個(gè)完整的DNA雙鏈。DNA每進(jìn)行一次復(fù)制，DNA鏈末端就會(huì)丟失一小截。但是，DNA所攜帶的遺傳信息對人體至關(guān)重要，如果這樣復(fù)制下去，那就會(huì)導(dǎo)致DNA鏈上存在的遺傳信息遭到丟失，從而導(dǎo)致無法維持機(jī)體的長期穩(wěn)定。在染色體末端有一長串不帶遺傳信息的DNA序列，就是端粒。這樣染色體每次復(fù)制時(shí)丟失的是一小段端粒，并不會(huì)影響到染色體攜帶的遺傳信息的完整性，也就解決了復(fù)制過程中丟失遺傳信息的問題。

“端?！笔鞘裁?？

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通俗點(diǎn)來講就是：我們的遺傳物質(zhì)大都藏在細(xì)胞的染色體中，染色體就像一條長長的鞋帶，在鞋帶的兩頭，各有一段 “保護(hù)裝置”來確保細(xì)胞內(nèi)的DNA以及遺傳信息能夠穩(wěn)定完整的存在，這種保護(hù)裝置就是端粒。

在染色體進(jìn)行復(fù)制時(shí)，每次丟失一小段這種末端DNA，這樣就不會(huì)對染色體所攜帶的遺傳信息造成丟失，解決了復(fù)制過程中丟失遺傳信息的問題。當(dāng)端粒無法再縮短時(shí)，細(xì)胞就會(huì)因?yàn)闊o法分裂而死亡，端粒也因此被科學(xué)家們稱為“生命時(shí)鐘”。

因此，端粒的縮短被認(rèn)為是細(xì)胞衰老的生物學(xué)標(biāo)記。端粒的長度決定了細(xì)胞分裂的次數(shù)，控制著細(xì)胞衰老和死亡的過程，進(jìn)而決定人的壽命長短。

另一種端粒結(jié)構(gòu)

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近日，荷蘭萊頓物理研究所研究人員發(fā)現(xiàn)了另一種端粒結(jié)構(gòu)。在這里，核小體靠得更近，因此珠子之間不再有任何游離DNA。這最終會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大的DNA螺旋。分子力光譜法將DNA的一端附著在載玻片上，而另一端則粘著一個(gè)微小的磁球。然后在這個(gè)球上方的一組強(qiáng)磁鐵將“珍珠串”拉開。通過測量將珠子一個(gè)個(gè)拉開所需的力，就可了解更多關(guān)于“繩子”如何折疊的信息。

研究人員表示，如果知道分子的結(jié)構(gòu)，就可更深入地了解基因是如何打開和關(guān)閉的，以及細(xì)胞中的酶如何處理端粒，如它們是如何修復(fù)和復(fù)制DNA的。新的端粒結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)將提高人們對身體組成部分的理解，而這最終將幫助人們研究衰老和癌癥等疾病，并開發(fā)抗擊它們的藥物。

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05236-5

“長壽開關(guān)”

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在分子水平上對端粒染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)知之甚少。這種柱狀結(jié)構(gòu)主要由H2A羧基末端和組蛋白氨基末端尾部以協(xié)同方式穩(wěn)定。柱狀構(gòu)象導(dǎo)致DNA螺旋的暴露，這可能使其容易受到DNA損傷和DNA損傷反應(yīng)的影響。構(gòu)象也以另一種開放狀態(tài)存在，其中一個(gè)核小體被解壓并翻轉(zhuǎn)出來，這暴露了組蛋白表面的酸性斑塊。這項(xiàng)工作中揭示的結(jié)構(gòu)特征表明了參與端粒維持的蛋白質(zhì)因子可以以其緊湊的形式獲得端粒染色質(zhì)的機(jī)制。

然而遺憾的是，端粒酶在人體正常體細(xì)胞中活性卻很低，起不到什么作用，但是在生殖細(xì)胞、干細(xì)胞以及絕大多數(shù)癌細(xì)胞中，端粒酶的活性卻維持在較高的水平，從而保證了這些細(xì)胞具有無限增殖的潛力。如果延長端粒或者激活體細(xì)胞中的端粒酶是否可以達(dá)到延長壽命、永葆青春的目的呢？

參考資料：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05236-5

https://www.cas.cn/kj/202209/t20220921_4848301.shtml?from=singlemessage

注：本文旨在介紹醫(yī)學(xué)研究進(jìn)展，不能作為治療方案參考。如需獲得健康指導(dǎo)，請至正規(guī)醫(yī)院就診。

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