telomere

定義：真核染色體兩臂末端由富含鳥嘌呤的短的DNA串聯(lián)重復序列構成的結構。是由端粒DNA和端粒結構蛋白質組成的復合物。使正常染色體端部間不發(fā)生融合，保證每條染色體的完整性。

學科：生物化學與分子生物學_核酸_核酸結構_結構

相關名詞：染色體 遺傳信息 岡崎片段 端粒酶

圖片來源：視覺中國

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端粒是真核細胞染色體末端的一小段DNA-蛋白質復合體，由簡單的DNA高度重復序列和端粒結合蛋白組成。端粒像染色體兩端的“帽子”，穩(wěn)定染色體末端結構，確保細胞內的DNA以及遺傳信息能夠穩(wěn)定完整地存在。

為什么染色體的末端需要端粒來保護呢？在DNA復制時，以3’→5’舊鏈為模板新合成的鏈是完整且連續(xù)的，而以5→3’舊鏈為模板合成的是一些岡崎片段，每合成一個岡崎片段都需要一段RNA引物，聚合酶在填補RNA引物空出來的位置時需要前面有DNA，但新鏈的末端是沒有DNA的，因此末端的空缺無法填補，導致DNA每進行一次復制，DNA鏈末端就會丟失一小截。如此復制下去，DNA所攜帶的遺傳信息必將會丟失，從而導致細胞不再分裂?？茖W家們發(fā)現(xiàn)，在染色體末端有一段不帶遺傳信息的DNA序列（端粒），DNA每復制一次會丟失一小段端粒，不會對染色體所攜帶的遺傳信息造成丟失，從而保證染色體攜帶遺傳信息的完整性。當端粒消耗殆盡，細胞不會立即死亡，但如果細胞繼續(xù)分裂將會損傷正常的DNA片段，當損傷積累到一定程度后，細胞將死亡。因此，嚴重縮短的端粒是細胞老化的信號，端粒的縮短被認為是細胞衰老的生物學標記，端粒也被科學家們視為“生命時鐘”。

端粒酶是一種核蛋白逆轉錄酶，可以合成端粒DNA，維持端粒的長度。但端粒酶在人體正常體細胞中的活性很低，只有在生殖細胞、干細胞、癌細胞中的活性較高，從而保證這些細胞具有不斷分裂的能力。

美國科學家伊麗莎白·布萊克本、卡羅爾·格雷德、杰克·紹斯塔克因發(fā)現(xiàn)了端粒和端粒酶保護染色體的機理，獲得了2009年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。他們的偉大發(fā)現(xiàn)為理解細胞衰老、癌癥及其他疾病提供了全新的視角。

（延伸閱讀作者：東北師范大學生命科學學院 張帆博士）

責任編輯：張鵬輝