端粒与衰老..知识讲解.ppt

端粒与衰老.四膜虫的重复序列CCCCAA TTGGGG5末端称为C链3末端称为G链一一.端粒端粒DNADNA的结构的结构端粒端粒DNADNA有三个结构功能区：端粒相关序列、端粒重复序列和有三个结构功能区：端粒相关序列、端粒重复序列和3 3单链悬突（两个重复序列的长度）。不同物种的端粒单链悬突（两个重复序列的长度）。不同物种的端粒DNADNA长度长度差别很大。重复序列长度也不一样。差别很大。重复序列长度也不一样。3 3单链悬突可能是端粒的单链悬突可能是端粒的一个普遍特征。一个普遍特征。真核生物的端粒真核生物的端粒DNADNA序列相当保守，一般有序列相当保守，一般有5 58bp 8bp 串联重复组成，串联重复组成，特征是富含特征是富含G/CG/C，在，在3 3端超出互补链端超出互补链12121616个核苷酸。个核苷酸。端粒相关序列端粒相关序列端粒重复序列端粒重复序列33端悬突端悬突含有大量的重含有大量的重复序列的元件复序列的元件一般都很小，为相对比较简单的重复一般都很小，为相对比较简单的重复原件，但也具有明显的例外情况，例原件，但也具有明显的例外情况，例如黑腹果蝇，人们已经证实有些生物如黑腹果蝇，人们已经证实有些生物体内具有体内具有G链悬突，并认为是端粒普链悬突，并认为是端粒普遍存在的保守特征。遍存在的保守特征。（二）端粒酶（二）端粒酶1.1.什麽是端粒酶？端粒酶是由什麽是端粒酶？端粒酶是由RNARNA和蛋白质组成的一种和蛋白质组成的一种很特殊的核蛋白复合物。很特殊的核蛋白复合物。2.2.端粒酶的作用：端粒酶端粒酶的作用：端粒酶RNARNA含有与端粒含有与端粒DNADNA互补的序互补的序列，并具有逆转录酶的性质。端粒酶负责端粒列，并具有逆转录酶的性质。端粒酶负责端粒DNADNA合合成。成。U小结一：1.由实验得出：虽然培养基中来自正常年轻人的体细胞的最高分裂能力因细胞种类及供体的不同而大不相同，但却都在50100次这个范围之内。2.实验证实了体细胞有限的增生能力以及种属寿命与细胞寿命之间的关系性。一一.端粒和末端复制问题端粒和末端复制问题0 00.5000.50.51+000.5+0.50.51经过两轮分裂后，单一染色体的4个子染色体的预计缺失情况如图所示，数字代表不完全复制的“单位”，指染色体末端到最末端冈崎片段的5端DNA的距离。半框表示单链的缺失。如果端粒的长度的得不到维持，真核细胞将经历一系列的分裂，最后细胞周期停止或细胞死亡，或者成为永生化细胞。细胞永生化：是指体外培养的细胞经过自发的或受外界因素的影响，从增殖衰老危机中逃离，从而具有无限增殖能力的过程。如果如果5末端的冈崎片段末端的冈崎片段RNA引物不能启动对应引物不能启动对应模板链的模板链的3最末端最末端DNA的合成，或者的合成，或者RNA引物引物被水解掉，那么就可以看到有被水解掉，那么就可以看到有50%的端粒将会的端粒将会呈现平头末端，剩下的呈现平头末端，剩下的50%则为则为3悬突。悬突。3悬突悬突的长度反映出的长度反映出RNA引物的长度和模板链引物的长度和模板链3末端末端距冈崎片段复制起点的长度。但该模型仍需进距冈崎片段复制起点的长度。但该模型仍需进一步证实。一步证实。二二.人类细胞与组织中的端粒长度与端粒酶人类细胞与组织中的端粒长度与端粒酶 通过特定的端粒酶活性测定方法，可以测通过特定的端粒酶活性测定方法，可以测得体内得体内/体外各种细胞或组织中的端粒酶活体外各种细胞或组织中的端粒酶活性（性（Kim et al.)。目前已知道，人的大多数。目前已知道，人的大多数正常体细胞中没有明显的端粒酶活性，因此正常体细胞中没有明显的端粒酶活性，因此也就面临着末端复制的问题。也就面临着末端复制的问题。来源 表现型 组织来源 端粒动力学 端粒酶活性培养 非用分化（分裂）皮肤、肺、血管、卵巢 变短或n.t 0/25+细胞 非永生化（不分裂）结缔组织（肺、皮肤）稳定 0/3+非永生化（寿命延长）肾胚 变短 0/5+永生化（转化系）肾、前列腺、肺、视网膜 稳定或n.t 8/10+正常 永生化 睾丸 稳定 2/2+组织 结缔组织 变短 非永生化 血管内膜 变短 060+其他（乳腺、前列腺、子宫 n.t 肠、肾、肝、肺）肿瘤 乳腺 n.t组织 原发，无淋巴结转移 1/4+导管型，有淋巴结转移 14/15+卵巢癌 稳定 7/7+种系细胞：端粒酶阳性干细胞？正常体细胞：端粒酶阴性转化事件前危机期细胞：端粒酶阴性永生化肿瘤细胞：端粒酶阳性 M1 M2Hayflick限制 危机期15M1 57M2 24TRF（kbp）复制龄级支持上述模型的实验数据：支持上述模型的实验数据：1。在雌、雄生殖细胞中，极易检测到端粒酶的活。在雌、雄生殖细胞中，极易检测到端粒酶的活性，而且在性细胞中可稳定维持较长的端粒性，而且在性细胞中可稳定维持较长的端粒2。对于检测的大多数出生后的躯体组织和细胞而。对于检测的大多数出生后的躯体组织和细胞而言，无论是体内还是体外，均难以检测到端粒酶言，无论是体内还是体外，均难以检测到端粒酶的活性，并且随着年龄的增长，端粒逐渐变短。的活性，并且随着年龄的增长，端粒逐渐变短。3。在转化有病毒癌蛋白的前危机期体细胞群内，。在转化有病毒癌蛋白的前危机期体细胞群内，未检测到端粒酶活性，而且端粒也持续缩短未检测到端粒酶活性，而且端粒也持续缩短4。在后危机期（细胞获得永生化后）转化的细胞。在后危机期（细胞获得永生化后）转化的细胞以及在肿瘤细胞系中都可以检测到端粒酶的活性，以及在肿瘤细胞系中都可以检测到端粒酶的活性，而且端粒长度保持稳定。而且端粒长度保持稳定。三。细胞衰老及永生化的端粒假说三。细胞衰老及永生化的端粒假说对于衰老的细胞而言，端粒丢失具有重要的生物学对于衰老的细胞而言，端粒丢失具有重要的生物学意义：意义：1.在多种类型的衰老细胞中，都呈现出共同的平均在多种类型的衰老细胞中，都呈现出共同的平均端粒长度。端粒长度。2.与端粒丢失有关的染色体畸变，在体外衰老的细与端粒丢失有关的染色体畸变，在体外衰老的细胞中及体内淋巴细胞中聚集胞中及体内淋巴细胞中聚集3.通过对通过对TRF中端粒中端粒DNA数量的估计可以看出，衰数量的估计可以看出，衰老细胞中的一些端粒丢失了大部分末端端粒重复序老细胞中的一些端粒丢失了大部分末端端粒重复序列。列。四。早衰症中的端粒四。早衰症中的端粒对患有郝-吉二氏病儿童的成纤维细胞进行体外培养后发现，其端粒长度与同龄正常细胞相比明显变短，这与细胞的复制能力降低相一致。目前尚未发现来自早衰患者的成纤维细胞在细胞分裂时就具有较快的的端粒丢失速度，因此，有必要进一步的研究以验证这些个体究竟是在出生时就具有较短的端粒还是具有较快的体内细胞更新速度。Downs syndrome:又名21三体综合症，已被认定为早老样综合症。由于一些唐氏综合症患者的发病与免疫系统的老化有关，所以，引人注意的是，唐氏综合症患者外周血淋巴细胞中可判断出供体年龄的端粒丢失程度是同龄正常人的三倍之多。同郝-吉二氏患者不同的是，唐氏综合症患者在出生或接近出生时最初的端粒长度同正常同龄人无显著差异。然而，是否在每次细胞分裂是端粒的丢失速度均不同，唐氏综合症是否促进了淋巴细胞的再生等这些问题都还不清楚。1.患儿具明显的特殊面容体征，如眼距宽，鼻根低平，眼裂小，眼外侧上斜，有内眦赘皮，外耳小，舌胖，常伸出口外，流涎多。身材矮小，头围小于正常，头前、后径短，枕部平呈扁头。颈短、皮肤宽松。骨龄常落后于年龄，出牙延迟且常错位。头发细软而较少。前囟闭合晚，顶枕中线可有第三囟门。四肢短，由于韧带松弛，关节可过度弯曲，手指粗短，小指中节骨发育不良使小指向内弯曲，指骨短，手掌三叉点向远端移位，常见通贯掌纹、草鞋足，拇趾球部约半数患儿呈弓形皮纹。2.常呈现嗜睡和喂养困难，其智能低下表现随年龄增长而逐渐明显，智商2550，动作发育和性发育都延迟。3.男性唐氏婴儿长大至青春期，也不会有生育能力。而女性唐氏婴儿长大后有月经，并且有可能生育。4.患儿常伴有先天性心脏病等其他畸形，因免疫功能低下，易患各种感染，白血病的发生率比一般增高1030倍。如存活至成人期，则常在30岁以后即出现老年性痴呆症状。结束语：人类体细胞在复制衰老过程中产生的端粒丢失现象已在体外得到了证实，而且体内的端粒丢失可作为判断供体年龄的依据。但人类染色体末端的精细结构尚未明确，但对端粒的研究将会让我们更加明确肿瘤细胞的异常，以便新型药物的发现和开发，从而治疗与年龄相关的疾病，甚至癌症。The end此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢