染色体末端 · TTAGGG / CCCTAA 重复序列
端粒
每条染色体的保护帽

当前画面
近看,染色体的末端展开成 DNA 双螺旋:先是核小体,然后是 TTAGGG / CCCTAA 重复序列(每一根“横档”都是一个碱基对),它折回形成 T 环,由 shelterin 扣紧。它的绘制比例约为后方那条染色体的 18 倍,而且大大缩短了:用约 90 个重复单元代表真实的 800~2500 个,而真实的 T 环跨越数千个碱基对。
每条染色体的末端都是约 5~15 kb 的 DNA:同一个六字母“单词”重复 800~2500 次,一条链上是 TTAGGG,与另一条链上的 CCCTAA 配对。TTAGGG 链的最后 50~300 个碱基单独延伸出去,这段突出端折回并插入双螺旋,置换出其中一条链(形成 D 环),从而闭合成 T 环。shelterin 的六种蛋白质(TRF1、TRF2、RAP1、TIN2、TPP1 和 POT1)覆盖着这一切,因此细胞绝不会把天然末端误认作断裂的 DNA;其中负责把末端折叠成环的是 TRF2。
复制机器够不到最末端,因此细胞每分裂一次,端粒就缩短一点。端粒过短时,细胞便停止分裂。干细胞和大多数癌症借助端粒酶来重建端粒。
- 重复单元
- TTAGGG · CCCTAA
- 长度
- ≈ 5~15 kb
- 每个细胞
- 92 个(复制后为 184 个)
- 每次分裂丢失
- ≈ 50~200 bp
您知道吗?
伊丽莎白·布莱克本、卡罗尔·格雷德和杰克·绍斯塔克因发现端粒和端粒酶如何保护染色体,共同获得了 2009 年诺贝尔生理学或医学奖。
资料来源
- Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 Å resolution · Luger et al. 1997 · Nature
- Telomerase Regulation from Beginning to the End · MacNeil et al. 2016 · Genes (Basel)
- Mammalian Telomeres End in a Large Duplex Loop · Griffith et al. 1999 · Cell
- Shelterin: the protein complex that shapes and safeguards human telomeres · de Lange 2005 · Genes Dev.
- Super-resolution fluorescence imaging of telomeres reveals TRF2-dependent T-loop formation · Doksani et al. 2013 · Cell
- A highly conserved repetitive DNA sequence, (TTAGGG)n, present at the telomeres of human chromosomes · Moyzis et al. 1988 · Proc Natl Acad Sci U S A
- Telomeres in Plants and Humans: Not So Different, Not So Similar · Procházková Schrumpfová et al. 2019 · Cells
- In vivo stoichiometry of shelterin components · Takai et al. 2010 · J Biol Chem
- Dynamics of telomeres and promyelocytic leukemia nuclear bodies in a telomerase-negative human cell line · Jegou et al. 2009 · Mol Biol Cell
- Telomeres shorten during ageing of human fibroblasts · Harley et al. 1990 · Nature
- Extension of Life-Span by Introduction of Telomerase into Normal Human Cells · Bodnar et al. 1998 · Science
- Role of Telomeres and Telomerase in Aging and Cancer · Shay 2016 · Cancer Discov
- Telomeres, stem cells, senescence, and cancer · Sharpless & DePinho 2004 · J Clin Invest
- How many chromosomes do people have? · MedlinePlus Genetics (NIH)
- The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2009 · NobelPrize.org