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《郜刚分子生物学06dna端粒的复制幻灯片》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、线性染色体端粒DNA的复制线性DNA复制后的问题线性DNA复制后在其新生链的5’端总是留下一段空隙，即缩短3’5’5’3’3’5’5’3’两条模板链各自复制引物切除留下空隙引物新生链3’5’5’3’3’5’5’3’3’5’5’3’对于线性DNA来讲，复制时，由于受DNA聚合酶特性限制，子代DNA链的最后一个片断去除引物后，无法填补空隙，易造成子代DNA链的缩短。染色体末端缩短对于染色体来讲，由于RNA引物的原因，DNA聚合酶一定会留下染色体末端的一段DNA（即一段端粒）使其不被复制。那么真核细胞染色体末端的端粒就会随着细胞分裂而缩短
2、。这个缩短的端粒传给子细胞后，随着细胞的再次分裂进一步缩短。端粒位于真核生物染色体末端（一条链的3-OH），由蛋白质和DNA（人类：“TTAGGG”重复序列）紧密结合的保护染色体末端的结构。端粒功能：避免染色体DNA链的缩短；防止染色体的融合或降解；维持染色体结构的稳定性和完整性。端粒的生物学意义（1）维持染色体结构的完整性，防止染色体被核酸酶降解及染色体间相互融和。（2）防止染色体结构基因在复制时丢失，解决了末端复制的难题。DNA复制时，DNA聚合酶必须在RNA引物基础上从5′向3′方向延伸，而5′端RNA引物去除后因无引物的存
3、在而不能复制，结果每复制一次染色体末端将丢失一段序列。端粒的存在使每次丢失的仅为端粒的一部分，从而保护了染色体内部的结构基因。另外，有些研究还显示，端粒与核运动有关，可能对同源染色体的配对重组有重要意义。。染色体末端端粒随着每次细胞分裂逐渐缩短，直到不能分裂走向衰老。这就是人类细胞衰老的原因之一。但是人类的种系细胞一生中都能维持分裂、不断增殖。其原因在于：该细胞表达端粒酶。端粒酶以自身一段RNA为模板，通过逆转录酶，转录出一段端粒片段并使之连接于染色体的端粒末端，使端粒不缩短，维持完整，从而保持了细胞的永生化生长。在单细胞生物、多细
4、胞生物的种系细胞中都显示出弱的端粒酶活性。而在人类正常体细胞均无端粒酶活性。值得注意的是，在绝大多数恶性肿瘤细胞中显示明显的端粒酶活性，这可能是肿瘤细胞具有永生性生长的原因之一。端粒的合成主要依靠端粒酶来催化端粒酶（telomerase）:是一种自身携带RNA模板的逆转录酶，可以催化合成端粒。DNA实际上端粒酶是一种RNA-蛋白质复合体,它自身携带的RNA具有物种特异性，可以作为模板,通过逆转录过程对该物种DNA末端进行延长端粒复制的爬行模型...TTGGGGTTGGGGTTGGGGTTGG...AACCCCAACCCCAACCCC
5、AAC5’3’3’5’dGTP...TTGGGGTTGGGGTTGGGGTTGGGGTT...AACCCCAACCCCAACCCCAAC5’3’3’5’dGTP...TTGGGGTTGGGGTTGGGGTTGGGGTTGGGGTT...AACCCCAACCCCAACCCCAAC5’3’3’5’3’RNAtemplateTelomeraseRNAtemplate5’5’5’RNAtemplate端粒酶的爬行模型（动画演示）母链藉非标准碱基配对回折DNA聚合酶端粒合成完成进一步加工如上图所示,(a)端粒酶以其RNA为模板,通过逆转录作用
6、,催化富含G链的延伸;(b)端粒酶向端粒新3′端移动,继续以其RNA为模板,催化富含G的DNA母链延长;(c)端粒酶反复移位,通过逆转录反应使端粒富含G链增长到足够长度;(d)富含C链的空缺部分不需要引物酶合成引物提供3′-OH,而是富含G的链突出的寡脱氧核苷酸d(GGGGTTTTGGGG)通过非Watson-Crick配对方式自身的GGGG之间按G·G配对,回折形成发卡并提供3′-OH;(e)由发卡引发富含C链在3′-OH以富含G链为模板,由DNA聚合酶添加新的dNTP,进一步延伸填补空缺,间隙最后由DNA连接酶封口;(f)端粒D
7、NA与端粒蛋白结合,完成加工后,形成完整的端粒。如上图所示,(a)端粒酶以其RNA为模板,使用右边的AAC与新掺入的TTG配对,催化富含G链的延伸;(b)端粒酶向端粒新3′端移动,此时模板RNA左边的AAC与3′端新掺入的TTG配对;(c)端粒酶在模板RNA指导下将6个一组GGGTGG添加到端粒G链3′端,重复(a)～(c)反应使端粒富含G链增长;(d)富含G链充分延伸,而空缺的富含C链部分由引物酶合成引物RNA,其序列互补于富含G链3′端;(e)在新合成引物引发下,DNA聚合酶合成DNA用以填补端粒富含C链的缺口;(f)引物被切除
8、后,对应的富含G链突出10～16个核苷酸;(g)这种带重复序列的端粒DNA与端粒蛋白结合后,通过G·G配对自身回折在染色体末端形成套索结构(t环,telomereloop)。附加：反转录作用（RNA指导的DNA合成）定义:以RNA为模
