端粒是什么意思
“端粒学说其实就是可以用来解释细胞自然衰老、凋亡的机制的学说,端粒是在真核生物染色体末端的一段复合结构,能够维持染色体的结构完整。端粒在细胞每一次的分裂以及复制的过程中,都会有一定的缩短,当缩短到一定程度,导致端粒内侧正常基因的DNA受到损伤,整个细胞就会出现异常,开始走向衰老和凋亡,这是人体自然的新陈代谢机制,也是人体可以用来让异常细胞自然衰老、凋亡的机制。端粒学说是人体正常的机制,有利于人体新陈代谢和正常生理功能的维持。”
端粒学说是什么
端粒学说: 每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA,称为端粒.端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一解.随着细胞分裂次数的增加,解短的部分会逐渐向内延伸.在端粒DNA序列被“解”短后,端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤,结果使细胞活动渐趋异常.
端粒学说由Olovnikov提出,认为细胞在每次分裂过程中都会由于DNA聚合酶功能障碍而不能完全复制它们的染色体,因此最后复制DNA序列可能会丢失,最终造成细胞衰老死亡.
端粒是真核生物染色体末端由许多简单重复序列和相关蛋白组成的复合结构,具有维持染色体结构完整性和解决其末端复制难题的作用.端粒酶是一种逆转录酶,由RNA和蛋白质组成,是以自身RNA为模板,合成端粒重复序列,加到新合成DNA链末端.在人体内端粒酶出现在大多数的胚胎组织、生殖细胞、炎性细胞、更新组织的增生细胞以及肿瘤细胞中.正因如此,细胞每有丝分裂一次,就有一段端粒序列丢失,当端粒长度缩短到一定程度,会使细胞停止分裂,导致衰老与死亡.
大量实验说明端粒、端粒酶活性与细胞衰老及永生有着一定的联系.第一个提供衰老细胞中端粒缩短的直接证据是来自对体外培养成纤维细胞的观察,通过对不同年龄供体成纤维细胞端粒长度与年龄及有丝分裂能力的关系观察到随着增龄,端粒的长度逐渐变短,有丝分裂的能力明显渐渐变弱;Hastie发现结肠端粒限制性片段的长度随供体年龄增加逐渐缩短,平均每年丢失33bp的重复序列;植物中不完整的染色体在受精作用中得以修复,而不能在已经分化的组织中修复,这在较为高等的真核生物中也证实了体细胞中端粒酶的活性受抑制;精子的端粒要比体细胞长,体细胞缺失端粒酶活性就会逐渐衰老,而生殖细胞系的端粒却可以维持其长度;转化细胞能够通过端粒酶的活性完全复制端粒以得永生.
但是许多问题用端粒学说还不能解释.体细胞端粒长度与有丝分裂能力呈正比,这一点实验已经证实了,而不同的体细胞其有丝分裂能力是不尽相同的,胃肠黏膜细胞的分裂增殖速度就比较快,神经细胞分裂的速度就比较慢.曾有人就不同年龄供体角膜内皮细胞的端粒长度进行研究发现角膜内皮细胞内端粒长度长期维持在一个较高的水平,而端粒酶却不表达.另外,Kippling发现,鼠的端粒比人类长近5-10倍,寿命却比人类短的多.这些都提示体细胞端粒长度与个体的寿命及不同组织器官的预期寿命并非一致.生殖细胞的端粒酶活性长期维持较高的水平却不会象肿瘤那样无限制分裂繁殖;端粒长度由端粒酶控制,那何种因素控制端粒酶呢?生殖细胞内端粒酶活性较高,为什么体细胞中没有较高的端粒酶活性.看来端粒的长度缩短是衰老的原因还是结果尚需进一步研究.
人类细胞为什么不能一直分裂?衰老是细胞分裂减缓和停止导致的吗
因为DNA复制并不是精准复制,会出错。年龄越大,错误积累的越多,最后做为一个系统,就难以顺利运作了。
就像用复印机复印一张图片,再把复印出的图片放进去再复印,来回数次,复印出图片到最后会无法分辨。
但非精准复制也是物种演化的秘诀,复制产生的“突变”若能使生物更好的适应环境生存下去,“突变”就会扩散开来,使该物种演化,但大部分“突变”都变成生物进化道路上的炮灰。
染色体上的端粒长度控制着细胞的分裂次数,一般细胞内制造端粒的端粒酶受限。细胞分裂会削短端粒,端粒过短细胞就无法分裂了。
生殖细胞大部分是被“凋亡指令”杀死的。但在其成熟之后,就不会衰老,而是宛如刚刚生成时那般。所以新生儿出来后都很年轻。
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新生儿阶段,体内端粒酶活性高,端粒长度处于恒定或增长状态。但随着年龄增长,受遗传、饮食、心理等因素影响,身体内的端粒酶活性会逐渐降低,最终无法维持染色体内已有端粒长度,端粒长度就随着细胞一次次复制被削短。
非生殖细胞的突变,正常情况不会遗传。人的受精卵在进行减数分裂前的间期需要像普通细胞一样进行染色体复制。