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端粒的合成机制
端粒酶的结构 由RNA组分和 蛋白质组分组 成
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生物体衰老机制
免疫衰退学说 神经内分泌学说 自由基学说 蛋白质合成差错累积学说， 基因损伤的积累效应 基因调控学说 端粒假说 线粒体损伤学说
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自由基衰老学说
◆由Denham Harman于 1956 年提出的。
◆此学说认为：当机体衰老时，自由基的产
克隆多莉时，使用的是 6岁 成年羊的体细胞核。
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这些假说为细胞衰老机制研究的 突破提供了极大的可能性，而且在肿瘤 的预防与治疗等方面也有广阔的前景。 可是能否使人类“青春永驻”甚至“返 老还童”还是未知
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肿瘤发生:端粒--端粒酶学说
随着细胞分裂次数的增加，端粒逐渐 缩短，当其缩短到关键长度时，细胞停止 分裂，大部分细胞在基因调控下衰老死亡。 极少部分细胞通过病毒基因的整合或 抑癌基因的突变而逃脱死亡，通过某种机 制激活端粒酶，使端粒长度得以维持，成 为永生细胞，无限增殖，形成肿瘤
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◆在正常人的体细胞中，检测不到端粒酶活 性； ◆85%-95%的肿瘤细胞中，检测到端粒酶活 性； ◆抑制端粒酶活性，可以使永生细胞转化为 正常细胞。
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Nobel Prize in Physiology or Medicine 2009
Elizabeth BlackburnLeabharlann Carol Greider
Jack Szostak
发现了“端粒和端粒酶如何保护染色体的”
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Nobel Prize in Physiology or Medicine 2009
◆临床应用：1、直肠癌的早期诊断方法
2、治疗癌症：RNA干扰技术
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细胞衰老的生命钟
人体细胞中，端粒酶延长端粒的作用 是在胚系完成的，当胚胎发育完成后，端 粒酶活性被抑制。 当人出生以后，端粒就象是一个伴随着 细胞分裂繁殖的“生命之钟”，历数着细 胞可分裂的次数，同时也见证了细胞由生 长到衰老死亡的整个生命历程。
端粒阈值 细胞分裂
细胞停止分裂，走向死亡
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不同年龄段
端粒长度
胎儿细胞株
基因探针检测
婴儿细胞株
青年细胞株 老年细胞株
长
短
端粒长短与细胞分裂次数呈正比 端粒长短 研究端粒丢失速率，预测人类寿命
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端粒与生物体衰老的经典例证
1996年7月，克隆羊 多莉出生，6年后，她得 了一般老年时才会得的关 节炎和肺病而死亡。 羊的平均寿命是12岁
生增多 ；清除自由基的物质减少，清除能
力减弱。过多的自由基在体内蓄积，对机 体的损伤程度超过修复代偿能力时，组织 器官的机能就会逐步发生紊乱，导致衰老。
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自由基的概念
共价键均裂，使均裂的两部分各带一个未
成对独电子(自由电子)，这些带有未成对 独电子的部分称为自由基。
共价键异裂 形成阳离子和阴离子
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◆TTGGGG (T2G4)n序
列
（四膜虫端粒结构）
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哺乳动物端粒模型—发卡结构
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端粒的结构和功能
端粒的功能 1、稳定染色体末端结构；
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1）端粒T环结构 (terminal loop) ， 使染色体末端封闭 起来，免遭破坏；
（2）端粒D环结构 (displacement loop) ，结合TRF2 等蛋白，阻止染色 体末端融合和损伤 反应。
◆主要成就：他们共同解决了生物学的一个重大
问题，即“在细胞分裂时染色体如何完整地自我 复制以及染色体如何受到保护以免于退化”。这 三位科学家向我们展示，解决办法存在于染色体 末端——端粒，以及形成端粒的酶——端粒酶。
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端粒的结构和功能
端粒的结构 由富含G和T的6碱基重复序 列组成，结合一些蛋白质，构成染色 体的“末端保护帽”。
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端粒的结构和功能
端粒的功能 1、稳定染色体末端结构； 2、保持染色体DNA遗传信息复制的完整性， 解决DNA末端复制问题；
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端粒的结构和功能
端粒的功能 1、稳定染色体末端结构； 2、保持染色体DNA遗传信息复制的完整性， 解决DNA末端复制问题； 3、反映细胞分裂的能力与寿命。细胞愈年轻， 端粒愈长；细胞愈老，端粒愈短。
A B A + B
共价键均裂
A
形成两个自由基
B A + B
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自由基的产生及与疾病的关系
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健康
抗自由基
自由基
生病
年青
老化
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自由基是疾病和衰老的元凶
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端粒学说
◆端粒学说由Olovnikov提出 认为细胞在每次分裂过程中都会由于 DNA聚合酶功能障碍而不能完全复制它们的 染色体，因此最后复制DNA序列可能会丢失， 最终造成细胞衰老死亡。
端粒与生物体衰老机制
主要内容
一 端粒的定义
二 端粒的结构和功能 三 端粒的合成机制
四 细胞衰老机制
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端粒的定义
端粒（telomere） 染色体末端由重复DNA序列和相关蛋 白组成的特殊结构，具有稳定染色体结构 和完整性的功能。
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端粒酶的定义
端粒酶（telomerase） 是核蛋白逆转录酶，以自身RNA为模 板，合成端粒DNA，将端粒DNA加至真核 细胞染色体末端，为细胞持续分裂提供遗 传基础。 由于端粒和端粒酶与染色体保护、肿 瘤发生、细胞衰老等现象密切相关，所以 它成为科学家当前的研究热点