端粒和端粒酶的结构与功能及其应用

端粒是构成真核生物线状染色体末端重要的DNA-蛋白质复合结构,DNA由简单的串联重复序列组成．它的合成由一个特殊的具有反转录活性的核糖核蛋白端粒酶完成．端粒对染色体、整个生物基因组,甚至对细胞的稳定都具有重要意义．端粒酶是由RNA模板和蛋白亚基组成的核蛋白颗粒．它解决染色体的末端问题,归属于逆转录酶家族又和逆转录酶有一定的差别．端粒酶的过度表达和细胞的永生化和癌变直接相关．端粒酶的结构和功能决定了它在肿瘤与癌症治疗等方面具有广泛的应用前景．     

端粒酶与端粒的研究进展

端粒是真核生物染色体末端的一种特殊的DNA-蛋白质结构,对染色体的稳定性有重要作用.端粒酶是一种由蛋白质和RNA组成的核糖核蛋白复合物.端粒酶活性的测定方法主要是以TRAP为基础的改良法.近来,越来越多的研究结果表明在多数肿瘤、细胞癌变和衰老过程中都可检测到很高的端粒酶活性和端粒长度缩短.但同时也有许多不依赖端粒酶的端粒维持和细胞永生.目前,有关以端粒酶为靶位点的药物设计的研究已广泛开展.     

植物端粒与端粒酶研究进展

端粒是位于真核生物染色体末端的DNA序列,而端粒酶具有修复延伸端粒的功能,端粒和端粒酶对于维持真核生物染色体的完整性至关重要。在参阅了大量文献资料的基础上,结合课题组的研究工作,对国内外关于端粒、端粒酶的研究进展情况予以汇总,特别突出端粒、端粒酶在植物生长发育中的调控作用,为人类更好地了解和开展有关端粒和端粒酶的研究工作提供借鉴。     

端粒、端粒酶与肿瘤的关系及其检测方法

近几年,端粒(telomere,TLM)与端粒酶(telomerase,TL-MA)的研究受到国际医学生物学界的高度重视。原因是它们与细胞衰老、分裂和恶变有密切关系。因此有一些学者认为:TLM和TLMA系统的研究,将可进一步了解肿瘤的发生机制,对于肿瘤的诊断和治疗以及估计预后都有重要的理论和实际意义。1　端粒、端粒酶的结构及功能研究状况端粒是位于真核细胞染色体末端DNA和蛋白质的复合体。人类染色体端粒由5’→3’方向简单重复的(TTAGGG)序列组成,重复次数约2000次。端粒具有以下生物学功能:(1)保证DNA的完整复制,使真正的遗传信息得到完整的复…     

端粒-端粒酶假说与细胞衰老

端粒(telomere)位于真核细胞染色体末端,是末端DNA和蛋白质的复合体,随细胞的分裂而缩短,同时,细胞衰老也就开始.端粒酶(telomerase)是一种核糖核蛋白(RNP)DNA聚合酶,直接参与端粒区DNA的合成.通过激活端粒酶,可以延长端粒区,以抵消由于细胞分裂而导致的DNA片段的缩短,间接地延缓了细胞衰老现象.本文介绍了端粒-端粒酶假说与细胞衰老的关系.同时,也简述了端粒在动物克隆技术方面的研究进展.     

哺乳动物体细胞克隆胚胎端粒酶活性的研究进展

端粒酶(telom erase)是一种蛋白质与RNA组成的核糖核蛋白,是目前发现的唯一能够延长端粒的一种RNA依赖性DNA聚合酶。在DNA复制过程中丢失的端粒可以被有活性的端粒酶修复回来。哺乳动物端粒酶在发育中受调控,端粒的重编程可能是由于早期胚胎不同时期的端粒酶活性而造成的,因此,研究端粒和端粒酶重编程将为哺乳动物体细胞克隆技术奠定重要的理论基础。本文综述了端粒和端粒酶的结构和功能,及其与哺乳动物体细胞克隆早期胚胎发育的关系,并在此基础上探讨了端粒酶在体细胞克隆动物胚胎发育中的重要作用。     

端粒酶抑制剂的研究现状

端粒酶是唯一一种以自身RNA序列为模板将端粒重复序列复制添加到染色体3’末端的核蛋白酶。许多研究结果表明：人类85％～90％的肿瘤细胞的端粒酶活性呈阳性,端粒酶的激活及端粒长度的稳定和肿瘤的发生密切相关,甚至可能是肿瘤恶性增殖的一个必需因素,因此端粒酶成为肿瘤诊断和抗肿瘤药物设计的新靶点。     

牛体细胞中端粒酶组分的表达及端粒酶活性的研究

端粒酶是一种能够以自身的RNA组分为模板在染色体末端添加端粒重复序列的核酸蛋白复合体酶，主要由端粒酶RNA组分（TERC）与端粒酶逆转录酶组分（TERT）构成。通过对成年牛组织中端粒酶的这两种组分的表达情况及端粒酶活性状态进行检测，探讨牛端粒酶组分的组织特异性表达以及与端粒酶活性之间的关系。应用RT-PCR检测了成年牛的心脏、肾脏、肝脏及睾丸中TERC和TERT基因的mRNA表达情况，利用TRAP银染法检测各组织中的端粒酶活性状态。结果表明砸RC基因在这4种组织中均有表达，但转录水平在各组织之间有差异；TERT基因仅在睾丸中表达，在其他3种组织中均没有表达，端粒酶活性同样只在睾丸中检测到。由此可见牛端粒酶活性在体细胞中普遍受到抑制，仅在生殖腺中具有活性。端粒酶两种组分的转录是相互独立的，逆转录酶TERT组分是端粒酶活性的关键成分。     

柔嫩艾美耳球虫端粒DNA重复序列的South-ern印迹杂交分析

为进一步确定柔嫩艾美耳球虫(E.tenella)端粒DNA的重复序列,为下一步端粒酶活性检测奠定基础,根据已克隆发表的E.tenella端粒DNA重复序列信息,设计了由4个端粒重复序列串联的寡聚核苷酸探针(TTTAGGG)4,并以生物素地高辛标记。将该探针与经BAL31-EcoRⅠ酶切后的E.tenella基因组DNA进行Southern印迹杂交分析。结果显示:E.tenella基因组DNA与探针杂交获得了清晰的杂交条带,随BAL31酶切时间的延长,杂交信号逐渐减弱,进一步证明了E.tenella端粒DNA重复序列为5-′TTTAGGG-3′,且此重复序列在E.tenella染色体的末端。     

人端粒酶活性的调控机制及其新功能研究进展

端粒酶活性在胚胎发育过程中消失,人的绝大多数体细胞没有端粒酶活性,因而随着体细胞分裂次数的增加,端粒长度在不断缩短.当端粒缩短到一定程度时,细胞无法维持正常的端粒结构而导致细胞的衰老,而当细胞衰老调控机制失控的情况下,端粒的极限缩短将导致细胞死亡或癌变.端粒酶的活性在细胞癌变的过程中被重新激活以维持端粒的长度和结构,以及细胞无限增殖化的能力,与衰老及肿瘤的发生发展密.切相关.随着人们对端粒酶认识的深入,新研究进展显示端粒酶具有独立于端粒之外的新功能,端粒酶在DNA修复、促进细胞存活、基因转录及刺激干细胞增殖等方面不依赖于端粒的新功能的发现,为阐明端粒酶在衰老及癌变中重要功能的分子机制提供了新的思路.     

植物着丝粒区串联重复序列的研究进展

着丝粒是细胞染色体的重要结构组成,控制姊妹染色单体的结合、动粒的组装和纺锤丝的附着,确保真核生物细胞在有丝分裂和减数分裂过程中染色体的正常分离及遗传信息的稳定传递。植物着丝粒DNA序列主要由反转录转座子和串联重复序列构成。串联重复序列在着丝粒功能实现和基因组进化过程中起重要作用。随着测序技术的成熟,近年来对串联重复序列的研究取得了很大的进展。综述了植物串联重复序列结构、分析方法及在进化中的作用,以期为相关研究提供参考。     

SMC蛋白结构和功能的研究进展

染色体不仅仅由DNA构成,还包含一些使染色体能具有特定形态特征以及在基因表达和基因组稳定性中起作用的蛋白。而使染色体能具有特定形态特征的首要物质就是染色体结构维持蛋白(structural maintenance of chromosomes,SMC)复合体。SMC复合体包含凝聚蛋白(condensin)、黏结蛋白(cohesin)和SMC5-SMC6复合体,是染色体的重要组分。SMC蛋白的表达依赖于ATP的水解以及DNA的拓扑作用。SMC复合体参与了多重染色体行为,其中尤为显著的是染色体集缩和姐妹染色单体的黏着。此外,SMC复合体在DNA修复中也有重要的作用。近年来,随着分子生物学研究技术的发展,对该类复合体的结构、功能及作用机制等方面已有较多研究并取得一些重要进展,本文对SMC蛋白结构和功能的研究进展做一综述。     

人端粒酶催化亚基hTERT活性中心基因的克隆及其真核表达载体的构建

人端粒酶催化亚基是端粒酶活性所必须的组分，通过提取端粒酶活性癌组织的mRNA，反转录获得端粒酶活性中心基因的cDNA片段，PCR扩增获得端粒酶催化亚基活性中心基因，并将扩增产物连入真核表达载体pCR3.1，利用pCR3.1载体的自身特点即具有T7启动子，可在真核细胞内启动基因的转录与表达，为将来获得端粒酶酶活性中心蛋白，研究其结构与功能奠定了基础，从而为解决肿瘤问题提供新的思路。     

人类人工染色体(HACs)研究进展

人类人工染色体(HACs)由着丝粒、端粒和复制起点组成。通过对天然染色体的改造或者从头构建的方法可以获得多种类型HACs。HACs可以携带大片段基因组DNA,是建立转基因动物模型的重要手段,在基因治疗方面也有着广阔的应用前景。文章从HACs的结构及各组成元件的功能、HACs的不同构建方法、HACs在转基因研究及基因治疗中的应用等方面,对HACs的最新研究进展进行了综述,同时指出了HACs研究中存在的问题,并对HACs的应用前景进行了展望。     

真核生物重复序列的研究进展

真核生物核基因组内含有大量的DNA重复序列,在核基因组结构和功能研究中居于举足轻重的地位.本文主要介绍真核生物几类重要DNA重复序列的特点和用途,并对其在物种起源和进化、染色体分子指纹图谱绘制、分子标记辅助选择及染色体操作中的应用作了分析与介绍.     

油松端粒长度与树龄相关关系研究

端粒是位于染色体末端能够保护染色体维持其稳定性的特殊DNA-蛋白复合物,与细胞分裂、细胞衰老及寿命都有着密不可分的联系.结合前人对银杏、狐尾松等木本植物端粒长度与树龄相关关系的研究,选取我国特有常绿木本裸子植物油松作为试验材料,采集树龄跨度从7年到800年9个年龄段的针叶,采用TRF测定法对油松针叶端粒长度进行了测定.结果表明,随着油松树龄的增加,针叶端粒长度也相应变长.在此基础上,建立了油松端粒长度和树龄相关关系的数学模型,以期利用这一数学模型,可以在不损伤树体的前提下,用更为快捷方便的实验手段对古树树龄进行准确测定.     

漆树黄酮对HepG2细胞端粒酶活性及NF-κB p65表达的影响

目的观察漆树黄酮对人肝癌细胞系HepG2端粒酶活性及NF-κBp65表达的影响。方法端粒酶重复序列扩增-酶联免疫吸附法（TRAP-ELISA）检测不同浓度漆树黄酮对HepG2细胞端粒酶活性的影响,RT-PCR法检测端粒酶逆转录酶（hTERT）mRNA表达,Western blot检测NF-κBp65蛋白表达。结果漆树黄酮对端粒酶活性具有抑制作用。漆树黄酮组hTERT mRNA和NF-κBp65蛋白表达降低,并且与端粒酶活性下调存在相关性。结论漆树黄酮可能通过下调NF-κBp65蛋白表达而抑制HepG2细胞hTERTmRNA转录,导致端粒酶活性降低。     

酵母端粒酶RNA的制备及其构型影响因素分析

【目的】体外转录并纯化酵母端粒酶RNA,明确缓冲液中组分对其构型的影响,初步研究四膜虫端粒酶相关蛋白p65与酵母端粒酶RNA的结合情况,为酵母端粒酶活性鉴定及构型功能研究奠定基础。【方法】利用核酶的自剪切功能,通过在3′端引入HDV核酶序列获得完整的酵母端粒酶RNA;并用分子筛SuperDeX-200/16/60凝胶过滤纯化酵母端粒酶RNA;琼脂糖凝胶电泳检测RNA Buffer组分中NaCl和MgCl2浓度对酵母端粒酶RNA构型的影响;非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)检测四膜虫端粒酶相关蛋白p65与酵母端粒酶RNA的结合情况。【结果】通过基因序列合成,结合PCR扩增方法获得了酵母端粒酶RNA基因,并将其构建到体外转录载体上;体外转录获得大量的酵母端粒酶RNA(Yeast-RNA-239);使用SuperDeX-200/16/60成功分离得到了纯净的Yeast-RNA-239。NaCl、MgCl2浓度对酵母端粒酶RNA构型有一定的影响,表现为没有NaCl或MgCl2时,RNA的构型均一且致密;随NaCl、MgCl2浓度的增大,RNA构型逐渐变得松散;而四膜虫端粒酶相关蛋白p65能与酵母端粒酶RNA有效结合。【结论】在体外成功制备了高纯度的酵母端粒酶RNA,NaCl、MgCl2浓度对其构型有影响,四膜虫端粒酶相关蛋白p65能够帮助端粒酶RNA正确折叠。     

玉米DNA纤维的制备及端粒DNA的Fiber-FISH

[目的]建立了一种快速制备DNA纤维的方法,用端粒DNA在玉米纤维上进行物理定位。[方法]采用刀切法从玉米嫩叶中提取细胞核。以端粒DNA为探针,在玉米DNA纤维上进行伸展DNA纤维的荧光原位杂交(Fiber-FISH),研究端粒DNA重复序列在玉米染色体上的拷贝数。[结果]用刀切法提取玉米细胞核,提高了核的完整性,并改善了DNA纤维的制备效果。玉米细胞核裂解的最佳时间为8~9 min。玉米的Fiber-FISH试验结果表明,杂交信号为伸展的念珠状长链,玉米各条染色体端粒DNA的长度为7~103μm,各染色体端粒重复序列的拷贝数存在显著差异(为15~230 kb)。[结论]玉米各染色体中端粒的长度可能不同,而且随着玉米生长及环境的变化,各条染色体端粒DNA长度的变化也不一致。     

植物着丝粒的研究进展

着丝粒是许多高等真核生物染色体的重要结构域之一,它的最内层是由串联重复的卫星DNA及其侧翼富集的中度重复元件组成。在整个真核生物类群中,不同物种间着丝粒的DNA序列千差万别,但其功能却相当保守,可确保在有丝分裂和减数分裂过程中染色体的正确分离和传递。近年来,植物着丝粒的结构、功能和进化方面的研究进展较快,故对此进行了综述。