端粒酶和抗体酶教学ppt课件

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1、第五章几类特殊的酶核酶端粒酶抗体酶第二节端粒和端粒酶衰老是一个极为复杂的不可抗拒的生理过程，是人类进化发展的必然分子生物学研究表明，细胞内染色体端粒缩短过程，是人体衰老的决定因素（端粒结构和端粒酶）在人体中，幼年期细胞内的端粒长度远远长于老年期；从细胞的体外培养中发现，随着细胞的分裂，其端粒逐渐缩短。端粒缩短是触发衰老的分子钟。端粒的发现1930’，著名的遗传学家B.Mcclintock和HJ.Müller发现：染色体的末端可维持染色体的稳定性Müller将它定义为“telomere”，这是由希腊语“末端”（telos）及“部分”（m

2、eros）组成的。染色体失去了这些片段，就会互相粘连到一块，发生结构及功能上的改变，从而影响到细胞的分裂与生长端粒的发现1970’，EH.Blackburn利用四膜虫（Tetrahymena）揭示了端粒的初步结构由几个核苷酸组成的DNA重复片段，富含G（TTGGGG）n，重复的次数由几十到数千不等分裂中期染色体结构-端粒端粒下区subtelomericregion与端粒DNA相邻，由一些退化的端粒DNA片断的重复组成端粒DNA序列人的端粒DNA序列长约5～15kb序列：（TTAGGG）n，串联重复不同生物端粒DNA长度酵母200—400b

3、p尖毛虫20bp小鼠5—80kb大鼠150kbDNA缠绕成的染色体末端，有称做端粒（telomere）的区域。控制着细胞的分裂次数，端粒随着细胞分裂每次变短，短到某个程度，细胞将不再分裂。人的一生中，细胞大约能分裂50～60次。因此端粒是控制生理寿命的生物钟，而端粒长短就成为表示细胞“年龄”的指标。如果加入一种“端粒酶”阻止它缩短，就可使细胞保持年轻，人就像吃了“唐僧肉”一样实现长生不老的梦想。端粒(telomere)真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。结构特点：1.由末端单链DNA序列和蛋白质构成2.末端DNA序列是多次重复的富含G

4、、C碱基的短序列如：单细胞纤毛生物四膜虫（Tetrahymena）端粒是由重复序列TTGGGG多次重复而成人的端粒是由重复序列5‘TTAGGG3’不断重复而成。3.单链3‘末端能形成G-quadruplex结构4.各种不同生物端粒的结构和功能都非常保守。G-quadruplex结构G-quadruplex结构的稳定功能端粒的功能I-维持染色体的稳定性保护真核生物的染色体免遭破坏。细胞中存在核酸酶等破坏DNA的外界因素。端粒的功能II-DNA末端复制问题真核生物DNA复制过程中存在“末端复制问题”，即依赖DNA的DNA聚合酶（复制酶）在每次

5、复制后，都在5’末端留下一段空隙(RNA引物降解后留下的空隙)，若细胞无法填补这些空隙，染色体将随着每一次细胞分裂而不断缩短，直至细胞消亡。端粒的存在不但可以避免外界因素对DNA的破坏，而且可以在复制过程中，通过牺牲自我而避免染色体DNA受损，以维护染色体结构和功能的完整性。示意图端粒的功能III-可能肿瘤抑制靶点端粒自身的鸟嘌呤四联体(guanine-quadruplex)和一些端粒特异性结合蛋白对端粒长度、端粒稳定甚至对端粒酶活性都有调节作用，在肿瘤形成和生长中发挥重要作用。以此为靶点抑制肿瘤，直接作用于端粒，不依赖端粒酶的存在，对端

6、粒酶阴性肿瘤亦有作用。因此，端粒可能成为新的肿瘤抑制靶点。端粒酶的发现72年，JD.Watson发现：DNA聚合酶不能够完整地复制线性染色质5’末端的引物脱落后，DNA聚合酶不能完成最后的复制，留下一个单链的间隙如果这一间隙不能够被填充，染色体DNA将失去这一DNA片断每经过一次复制、分裂，染色体就将丢失一部分的端粒结构，影响到与端粒相邻的一些重要基因科学家们考虑：可能存在着一种不同于DNA聚合酶的酶来完成单链间隙的复制端粒酶的发现1984，CW.Greider和EH.Blackburn发现：将一段单链的末端寡聚核苷酸加至四膜虫的提取物中

7、后，端粒的长度延长了，这就说明了切实有这样的一种酶存在将它命名为：“端粒酶”（telomerase）进一步的研究揭示了端粒与端粒酶在细胞的生长及肿瘤发生中有非常重要的意义，现正成为一个研究的热点端粒酶(telomerase)特点：1.由RNA和蛋白质构成的复合物2.端粒酶是真核细胞内染色体完全复制的关键酶，是一种RNA依赖的DNA聚合酶。为特殊的逆转录酶，能以自身的RNA为模板逆转录合成端粒DNA3.其活性取决于它的RNA和蛋白质亚基。端粒酶至少包含两个功能性相互作用的RNA分子，两者都可充当DNA聚合作用的模板。4.端粒酶至少包含两个活

8、性位点．端粒酶除了具有反转录活性外，还具有核酸内切酶的活性。功能：1.合成端粒DNA，维持端粒的长度2.合成串联重复的TTAGGG序列为TRF2提供结合位，防止染色体的末端融合。端粒酶(tel