端粒酶的作用

端粒酶，在细胞中负责端粒的延长的一种酶，是基本的核蛋白逆转录酶，可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端。端粒在不同物种细胞中对于保持染色体稳定性和细胞活性有重要作用，端粒酶能延长缩短的端粒(缩短的端粒其细胞复制能力受限)，从而增强体外细胞的增殖能力。到底端粒酶是做什么的，我们一起来了解一下！

科学家发现控制细胞衰老的开关——端粒酶

在我们机体中，新生细胞会不断补充肺部、皮肤、肝脏及其它组织，然而很多人类细胞都不能无限分裂。由于细胞每分裂一次位于染色体末端的端粒就会缩短，随着细胞分裂端粒就会越来越短，最后细胞便不能分裂，从而引起器官和组织老化，这些现象就会在个体老年时发生;但是有些细胞会产生一种端粒酶，其可以重建端粒使得细胞无限分裂。

研究者表示，这项研究中我们发现了端粒酶，此前研究中我们发现一旦端粒被装配，其就会源源不断地供应，理解这种新型开关的工作机理对于缓解端粒变短，开发新型老化疾病的疗法非常关键。文章中研究者试图去研究端粒酶复合物的每一个组分的结构功能，但似乎这并不是一个容易的工作，于是研究者开发了一种新型策略，可以使其在细胞分裂期间清楚地观察到端粒酶的每一个组分的结构，从而为揭示端粒酶的作用原理提供了新的额线索。

研究者表示，当完整的端粒酶复合物成功装配后，其会快速分解形成非活性的分解复合物，并且可以促使端粒酶开关处于关闭位置，研究者就推测这种分解途径或许可以帮助端粒酶在细胞中以较低水平存在。尽管在正常细胞中“坏”的端粒酶会引发衰老过程，但是癌细胞会依赖于高水平的端粒酶来确保其细胞无性增殖，因此对端粒酶开关的有效控制或许是抑制癌症扩散转移的有效途径。

端粒酶的功能特性

端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构。人端粒是由6个碱基重复序列和结合蛋白组成。端粒有重要的生物学功能，可稳定染端粒酶色体的功能，防止染色体DNA降解、末端融合，保护染色体结构基因DNA，调节正常细胞生长。由于正常细胞线性DNA复制时5'末端消失，随着体细胞不断增殖，端粒逐渐缩短。当细胞端粒缩至一定程度，细胞停止分裂，处于静止状态。故有人称端粒为正常细胞的“分裂钟” ，端粒长短和稳定性决定了细胞寿命，并与细胞衰老和癌变密切相关。浙江大学孔德华博士介绍，端粒酶(Telomerase)是使端粒延伸的反转录DNA合成酶。是个由RNA和蛋白质组成的核糖核酸-蛋白复合物。其RNA组分为模板，蛋白组分具有催化活性，以端粒3'末端为引物，合成端粒重复序列。端粒酶的活性在真核细胞中可检测到，其功能是合成染色体末端的端粒，使因每次细胞分裂而逐渐缩短的端粒长度得以补偿，进而稳定端粒长度。主要特征是用它自身携带的RNA作模板，以dNTP为原料，通过逆转录催化合成后随链5‘端DNA片段或外加重复单位。

端粒酶在细胞中的主要生物学功能是通过其逆转录酶活性复制和延长端粒DNA来稳定染色体端粒DNA的长度。近年有关端粒酶与肿瘤关系的研究进展表明，在肿瘤细胞中端粒酶还参与了对肿瘤细胞的凋亡和基因组稳定的调控过程。与端粒酶的多重生物学活性相对应，肿瘤细胞中也存在复杂的端粒酶调控网络。通过蛋白质-蛋白质相互作用在翻译后水平对端粒酶活性及功能进行调控，则是目前研究端粒酶调控机制的热点之一。

合成

端粒的存在是为了维持染色体的稳定。没有端粒，则末端暴露，易被外切酶水解。而报道说端粒与生命长短有关，这只是个说法，还没成定论。端粒不是用DNA聚合酶来合成的，是用端粒酶来合成的。端粒酶中含有RNA模板，用来合成端粒。

端粒酶的抗老之路

直至今日，还不敢讲，科学家已经找准了衰老的真正起因，然而端粒功能的发现的确是为我们开拓了一条新的抗衰之路。端粒的缩短，引起衰老。如果端粒长度得不到维持，细胞停止分裂或者死亡。在某种情况下，濒临衰亡的细胞愈变成永生细胞，即癌细胞。

端粒酶的发现使正常细胞，衰老和癌化这些苦恼千年的难题有了一个符合逻辑的解释。简单地说，把端粒酶注入衰老细胞中，延长端粒长度，使细胞年轻化，这是可能的，科学家们对此寄托了厚望。将来医生给老人注射类似端粒酶的制剂，延长老者的端粒长度，达到返老还童的目的。

有学者提出，端粒酶的抑制剂可作为治疗癌症的药物。因为只有在癌细胞中存在端粒酶，如果将该酶排光那么癌细胞似乎不会繁殖了。当然其中有不少需克服的困难。

当今衰老研究的新进展——端粒，那么到底用什么方法能获得延缓衰老的效果?

首先降低身体的新陈代谢速率，少吃少饮。如一盏油灯，火焰小，点得长，火焰大，点得短。这与Hayflick限度和端粒长度均有关联。代谢率高，细胞分裂次数增多，端粒缩短，寿命也短了。

端粒与人类疾病

端粒是真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。形态学上，染色体DNA末端膨大成粒状，像两顶帽子那样盖在染色体两端，因而得名。在某些情况下，染色体可以断裂，这时，染色体断端之间会发生融合，或者断端被酶降解。但正常染色体不会整体地互相融合，也不会在末端出现遗传信息的丢失(被降解之类)。可见端粒在维持染色体和DNA复制的完整性方面有重要作用。

因此，有人希望能把端粒酶注入衰老细胞中，延长端粒长度，使细胞年轻化，或者是给老人注射类似端粒酶的制剂，延长老者的端粒长度，达到返老还童的目的。但生物整体的老化，是一个非常复杂的问题，端粒的长度只是决定衰老的一个因素，因此端粒酶抗衰老，目前只具理论价值，连动物实验都很少，更别说应用于人了。

不过，端粒的缩短，的确和很多疾病有关。许多研究发现，基因突变、肿瘤形成时，人体的端粒可表现出缺失、融合或序列缩短等现象。而且，在一些癌症细胞中，端粒酶活性增高，它与端粒之间有某种联系，所以这些癌细胞可以分裂很多次。某些特定的癌细胞，如果可以阻止端粒酶，端粒就会变短，癌细胞就会死亡。所以深入研究端粒和端粒酶的变化，是目前肿瘤研究中的一个新领域。

当机体细胞分裂时，子代细胞通常会接收来自母体细胞基因组的相同拷贝，然而在细胞分裂过程中偶然性的错误往往会产生引发癌症的基因突变;为了避免有害基因对有机体的不利影响，产生偏离正常染色体数量的突变细胞就会被细胞的保护性机制所清除;近日，来自德国弗里茨—李普曼研究所的研究人员通过研究揭示了端粒的关键角色，其可以“感知”携带错误染色体数量的细胞，相关研究刊登于国际杂志The EMBO Journal上。

端粒会通过产生压力信号来抑制非整倍体细胞的增值进而对非整倍性作出反应，然而合成端粒的端粒酶或许可以通过减缓端粒所诱导的压力信号来间接促进非整倍体细胞的存活，进而促进机体致癌作用的发生。

端粒是线性染色体的末端结构，其由重复性的DNA序列和特殊的端粒结合蛋白所组成，端粒可以在线性染色体末端形成一种保护性的“帽子”来抑制染色体不稳定;为了完成端粒DNA的复制及端粒功能的发挥，就需要一种特殊的端粒酶，过去20年的研究表明，端粒和端粒酶在抑制和促进肿瘤发生上扮演着双重的功能。