端粒
真核生物线性染色体的两个末端具有特殊的结构，称为端粒(telomerase），它是由许多成串短的重复序列组成（图1）。该重复序列通常一条链上富含G（G-rich），而其互补链上富含C(C-rich）。例如，原生动物四膜虫的重复单位为TTGGGG（一条链的序列）；人的端粒的序列为TTAGGG。TG链比AC链更长一些，形成3’单链末端。端粒的功能是稳定染色体末端结构，防止染色体末端粘连，防止染色体被核酸酶降解和决定正常的细胞有丝分裂的次数等等。原核生物的染色体是环行的，所以不存在末端问题，因此也就没有端粒结构。
图1.染色体末端的端粒
在正常的细胞中，端粒DNA随着每次的有丝分裂，会逐渐缩短（如下图2所示）。而端粒的重复序列可作为缓冲用来保护带有遗传信息的内部序列。当端粒DNA缩到一定程度时，就丧失了保护染色体的功能，其后果是编码区的基因被破坏，染色体之间发生融合或者染色体被降解，细胞死亡。与此相反，永生化的细胞包括肿瘤细胞中，端粒的长度时稳定的，这表明端粒通某种机制维持稳定，才能保持细胞的永生化。
图2.末端复制问题
20世纪的上半叶，人们曾经相信，如果外在培养条件合适，那么在实验室培养的细胞都会无限分裂！到了40年代，人们终于成功地培养了永生细胞“L929”（老鼠的癌细胞）和“Hela”（人的宫颈癌细胞）。那时人们曾一致认为，正常的细胞也有无限分裂的潜力，所以，人们认为衰老不应该是细胞内部出了问题，而是由于外界辐射或者细胞外一些分子发生了变化使细胞发生了交联等等。在60年代，人们发现没有什么外界的培养条件阻止了正常细胞的无限分裂，而是，细胞本身有一种内在的机制限制分裂的次数，被称为Hayflick界限。
以人类细胞为例，最多可以分裂50代。而且越接近老年，细胞可分裂的代数越少。这种细胞繁殖能力的下降反应到器官和个体层次上就是衰老。癌细胞产生了变异，可以在体外无限传代。这些细胞多数为非整倍性或亚二倍性，其染色体组型与遗传性发生了变化。它们在培养时完全失去了接触抑制特性，所以完全不受Hayflick界限规律的支配，因此癌细胞是永生细胞。
责任编辑：quarkqiao
新闻来源：http://tech.qq.com/a/20130522/014189.htm
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