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．     

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。     

Identification of a telomere sequence type in three sponge species (Porifera) by fluorescence <Emphasis Type="Italic">in situ</Emphasis> hybridization analysis

The telomere sequence type (TTAGGG)_n is known to be distributed in various phyla in the Animalia and in Mastigophora (Protista). However, the telomere type of Porifera (sponges), a phylum comprising the lowest multicellular animals, has not been reported. In this study, we examined the three sponge species Leucetta chagosensis, Halichondria japonica, and Halichondria panicea for the presence of the telomere type (TTAGGG)_n by fluorescence in situ hybridization (FISH). The oligonucleotide probe (TTAGGG)₇ clearly displayed signals on the interphase nuclei of all three sponges. In contrast, the (TTAGG)₇ probe, which has one base fewer than (TTAGGG)₇, did not display the signals. These results suggest that the telomeres of the three sponges consist of (TTAGGG)_n, which is identical to the sequence type found in many higher multicellular animals and in Mastigophora. Additionally, this is the first study to reveal a telomere sequence type for Porifera. Moreover, these results suggest that Porifera are phylogenetically related to Mastigophora, and supports the general theory that Porifera evolved from Mastigophora. Further, this study strongly suggests that the origin of the (TTAGGG)_n telomere sequence is to be found in a common ancestor of either the Bilateria and Porifera, or the Protista.     

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.     

无性繁殖植株的生理年龄——由端粒长度引发的思考

植物细胞中端粒长度随年龄的变化远比动物复杂,可分为不变组、延长组、缩短组和循环变化组。尽管如此,端粒长度亦可用于预测植物年龄。在植物组织培养过程中,端粒长度也会变化。故无性繁殖植株生理年龄值得思考和研究。本文基于端粒长度探讨了无性繁殖植株生理年龄。认为生理年龄较老供体可能会无性繁殖出"小老头"无性系,端粒长度可能成为预测植物材料无性繁殖能力和愈伤组织再分化能力的有效新指标,老树复幼和端粒长度的关系是一个很好的研究课题。此外,提出了植物愈伤组织需要足够的时间来抹除外植体"痕迹"的新观点。关于植物无性繁殖过程中的端粒长度,有很多问题亟待研究和探索。     

端粒和端粒酶与肿瘤关系的研究进展

端粒是末端染色体 ,维持染色体的稳定。端粒酶是染色体末端转移酶 ,是合成端粒DNA的酶 ,对端粒的结构起着稳定的作用。端粒、端粒酶的研究始于 2 0世纪初期 ,但直到近几年科研人员才发现他们与肿瘤有着密切的关系。在人类端粒酶的研究过程中发现端粒酶在约 85 %以上的恶性肿瘤中呈阳性 ,而动物肿瘤与端粒酶的研究还是空白。文章主要介绍端粒、端粒酶的结构功能及它们与肿瘤关系的研究进展 ,并讨论世界上首例蛋鸡 J亚群禽白血病的自然发病的病例的端粒酶 TERT表达。作者曾用辣根过氧化物酶标记的链酶卵白素进行免疫组化检测 ,结果在病鸡的心、肝、脾、肺、肾、气管、十二指肠、睾丸、骨髓、脑、胸腺、法氏囊等组织中发现 TERT表达呈阳性 ,说明在蛋鸡 J亚群禽白血病发生时端粒酶活性升高 ,提示端粒酶参与了该病的发生发展机制 ,并且该结果与人类肿瘤端粒酶的活性的研究结果相一致     

薏苡染色体端粒的研究

采用C带技术研究了薏苡染色体的端粒。结果表明 ,薏苡只有 2对染色体长臂端粒被Giemsa染料深染成小球状 ,表明其端粒结构和其他染色体端粒不同。     

端粒、端粒酶与肿瘤

端粒,端粒酶与肿瘤的关系是当今生物学,医学研究的热点之一。端粒是一种封闭了真核染色体末端的脱氧核糖核酸。它与端粒结合蛋白结合在一起,对染色体起到了保护的作用,另外,端粒的长度和细胞增殖有很大关系。端粒酶是一种特异的染色体末端转移酶,它的存在解决了染色体末端复制引缩问题,而且认为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。文章综述了端粒、端粒酶的结构、功能,以及端粒与端粒酶活性在细胞癌变中的重要作用。     

Distinct G-quadruplex structures of human telomeric DNA formed by the induction of sanguinarine and nitidine under salt-deficient condition

The inducing abilities of two alkaloids, Sanguinarine (San) and Nitidine (Nit), to fold human telomeric DNA d[5′-TTGGG(TTAGGG)₃A-3′] (H24A) into G-quadruplex structures has been investigated by using CD and ¹H NMR spectroscopy. It is found that, under salt-deficiency condition, San could induce H24A to fold into a normal anti-parallel G-quadruplex while Nit may induce hybrid or mixed-type G-quadruplex structures. In order to understand the structure of H24A induced by Nit, the interaction between Nit and existed hybrid G-quadruplex H24A in the presence of K⁺ has been examined for comparison. The different behaviors of these two molecules interacted with DNA could be ascribed to distinct binding mode, which may be resulted from the steric hindrance of the molecular frame of these two alkaloids.