曾在網(wǎng)上看到過這樣一句話：以后，夸人的最高表達(dá)或許是“親，你的端粒也太長吧”！
有可能你還沒有聽說過什么是“端?！?，簡單來說，端粒的長短能夠控制生物體衰老的速度，理論上講青春永駐不是沒有可能，就是使端粒足夠長，或者使它不隨著細(xì)胞分裂而縮短。
而端粒學(xué)說可以說一直是眾多衰老學(xué)說中的一大熱點(diǎn)，2009年，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)“端粒和端粒酶是如何保護(hù)染色體的”這一研究成果，三位科學(xué)家獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，頒獎(jiǎng)?wù)邔?duì)其“有望揭開衰老與癌癥的奧秘”的高評(píng)價(jià)也使端粒與端粒酶吸引了大眾的視線。
端粒學(xué)說具體指：隨著細(xì)胞的分裂復(fù)制，處于染色體末端的端粒會(huì)不斷縮短直至臨界長度，此時(shí)細(xì)胞失去活性而死亡，因此端粒的縮短意味著細(xì)胞的衰老。
結(jié)論只有短短幾句話，可細(xì)胞復(fù)制究竟為什么會(huì)導(dǎo)致端粒縮短？小編發(fā)現(xiàn)很少有科普文章具體解釋其中的機(jī)制，因此今天就來和大家詳細(xì)說說端粒在細(xì)胞復(fù)制中究竟扮演什么角色（內(nèi)容可能較專業(yè)化，但能幫助大家更好理解端粒的作用）
在細(xì)胞分裂的過程中，最重要的是載有染色體的DNA的復(fù)制，每一次分裂都必須使每個(gè)新的細(xì)胞接收全部的遺傳信息。有些人對(duì)生物課本可能還有印象，即DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制，雙鏈分離后，每條單鏈均作為新鏈合成的模板。
首先，DNA中啟動(dòng)復(fù)制的序列被激活，復(fù)制叉形成，開始復(fù)制過程：
復(fù)制叉形成，解開兩條DNA鏈
由于人類DNA序列的總長度很長，而復(fù)制叉的移動(dòng)速度大約只有50bp/秒，為了提高效率，DNA中每隔30000-300000bp就有一個(gè)復(fù)制起始位點(diǎn)，使復(fù)制能夠多點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行：
圖中距離較遠(yuǎn)的起始位點(diǎn)（1、3、5）被激活，同時(shí)開始復(fù)制
我們挑選其中一個(gè)起始位點(diǎn)來看：
DNA在復(fù)制的過程中還有兩個(gè)重要的特性：1、只能沿5’端向3’端進(jìn)行；2、合成必須要有DNA或RNA引物。
而復(fù)制叉解開兩條雙鏈后，其中一條鏈（先導(dǎo)鏈3’→5’）能順著5’到3’的方向連續(xù)進(jìn)行復(fù)制，而另一條鏈（后隨鏈5’→ 3’）若要連續(xù)復(fù)制，只能等整條鏈解開后才能找到5’端，顯然非常低效。
兩條DNA鏈有著不同的復(fù)制方式
因此，后隨鏈的復(fù)制其實(shí)是不連續(xù)進(jìn)行的：隨著雙鏈不斷解開，在先導(dǎo)鏈合成的同時(shí)，后隨鏈上沿5’→ 3’每隔一段長度加入一小段引物（起定位的作用，沒有引物則DNA不能直接合成），合成一段段DNA片段，也就是岡崎片段。
沿5’→ 3’加入引物
聚合酶與引物結(jié)合，合成岡崎片段
先導(dǎo)鏈連續(xù)復(fù)制，而后隨鏈由一個(gè)個(gè)引物（綠色）引發(fā)，形成一個(gè)個(gè)岡崎片段（紅色）
此時(shí)，先導(dǎo)鏈的復(fù)制已經(jīng)完成，而后隨鏈上合成的新序列卻由不連續(xù)的“……引物-岡崎片段-引物-岡崎片段……”組成，還需要進(jìn)一步加工：切除引物，填補(bǔ)空缺，連接成一條完整的DNA鏈。
正確的DNA序列替換了后隨鏈上的引物
到此，后隨鏈的復(fù)制似乎也大功告成了，但我們之前提到，合成時(shí)必須要有DNA或RNA引物，“切除后填補(bǔ)”的過程也不例外：鏈中間的引物被切除，前方還有岡崎片段，沿著片段往后填補(bǔ)即可；問題在于鏈最前段沒有可以定位的DNA，因此引物被切除后無法填補(bǔ)空缺。
這種特殊的復(fù)制過程導(dǎo)致DNA復(fù)制后兩條鏈不一樣長，以后隨鏈為模板的DNA丟失了一小段末端序列。
如果繼續(xù)復(fù)制，就會(huì)導(dǎo)致末端不斷丟失：
如果丟失的是重要的DNA序列，這就意味著細(xì)胞每經(jīng)歷一次分裂，我們攜帶的遺傳信息就少一截，想想就很可怕。
而端粒實(shí)際上就是為了保護(hù)遺傳信息不隨分裂丟失而存在的。它是位于染色體末端的一小段DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體。也可以簡單理解為，端粒就是DNA序列的末端，它是一段重復(fù)的、不攜帶遺傳信息的
端粒含有特定的DNA重復(fù)序列，不同物種間這段DNA重復(fù)序列有所不同，圖中序列是四膜蟲的端粒DNA，而人端粒的DNA序列是5’-TTAGGG-3’重復(fù)序列，長約 15～20 kb
這樣，每次復(fù)制時(shí)染色體末端仍然會(huì)丟失一段序列，但端粒的存在使每次丟失的僅為端粒的一部分，從而保護(hù)了染色體內(nèi)部的基因。
左側(cè)：在沒有端粒酶的保護(hù)下，隨著細(xì)胞的分裂，端粒的丟失導(dǎo)致染色體損傷
右側(cè)：端粒酶保護(hù)端粒，使整個(gè)染色體在每一輪細(xì)胞分裂中都得到完整的復(fù)制
隨著細(xì)胞不斷分裂，端粒也會(huì)逐漸縮短，當(dāng)端粒縮短至一定程度，細(xì)胞就會(huì)停止分裂，處于靜止?fàn)顟B(tài)。因此端粒也被稱為正常細(xì)胞的“分裂鐘”，它的長短和穩(wěn)定性決定了細(xì)胞壽命，并與細(xì)胞衰老和癌變密切相關(guān)。
到此，相信大家對(duì)端粒已經(jīng)有了系統(tǒng)性的了解，隨之而來也有個(gè)問題：有沒有發(fā)現(xiàn)可以控制端粒長度的物質(zhì)？咱們下期就來聊聊另一個(gè)主角“端粒酶”，解釋它和端粒的關(guān)系，持續(xù)關(guān)注喲~
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