基因组与染色质

端粒(telomere)

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鞋带末端那个塑料小头,能防止鞋带磨散、让它保持好用。染色体也有同样的需求:它们 DNA 的末端很脆弱,若没有保护,细胞会把它们误当成断裂的 DNA,并试图通过把染色体黏在一起来“修复”它们。端粒就是染色体每一端那个防止此事发生的保护帽。

端粒由一小段反复重复的 DNA 序列构成(在人类中是 TTAGGG),被特殊的蛋白质结合,最末端则塞进一个起保护作用的环里。它不携带任何基因——它是一段可消耗的缓冲。问题就在这里:复制 DNA 的机器无法把一条链最末端的尖完整地复制出来,所以每次细胞分裂都会损失一点端粒。端粒充当一段牺牲性的余量,自己变短,好让更靠里的宝贵基因保持完好。

由于端粒随每次分裂而缩短,它们就像一个分子倒计时器。当它们短到临界程度时,细胞就停止分裂、进入衰老或死亡——这道上限被认为能防止细胞失控增殖,并与衰老相关联。一种叫端粒酶的酶可以重建端粒;它在精子、卵子和干细胞中是活跃的,但在大多数普通细胞中被关闭。耐人寻味的是,大多数癌症会重新激活端粒酶,这正是让它们能够无限分裂的把戏之一。

大多数人体细胞在端粒短到不行之前,只能分裂大约 40 到 60 次——这道内建的上限被称为海弗利克极限。

一个内建在染色体末端的分裂计数器。

端粒更长并不简单地等于“更好”——通过增强端粒酶来延长寿命,同时也会去掉一道防癌的关键刹车,所以端粒、衰老与疾病之间是一种权衡取舍,而不是什么神奇的抗衰老开关。

又称
chromosome end cap染色体末端帽染色體末端帽