
(2006全国联赛,50)染色体端粒酶的作用是: A. 防止DNA从端粒处降解 B. 降解DNA复制后余留的RNA引物 C. 防止DNA因为复制过程而变短 D. 合成RNA引物
染色体端粒酶的核心功能是解决DNA复制中的"末端复制难题",通过合成端粒重复序列来维持染色体长度稳定。真核细胞DNA复制时,后滞链上的冈崎片段需要RNA引物启动合成,而末端引物水解后缺乏后续引物供DNA聚合酶延伸,导致每次分裂后端粒缩短50-200个碱基对。端粒酶作为一种特殊逆转录酶,以自身RNA为模板(人类为5'-TTAGGG-3'重复序列),在染色体3'末端添加端粒DNA,从而抵消复制导致的端粒损耗。
这一机制在生殖细胞、干细胞和多数癌细胞中尤为关键。例如人类生殖细胞凭借端粒酶活性维持约15kb的端粒长度,而缺乏端粒酶的体细胞每分裂一次端粒缩短30-200bp,直至达到"Hayflick极限"触发细胞衰老。癌细胞则通过激活端粒酶(如hTERT基因表达)获得无限增殖能力,90%以上的肿瘤组织可检测到端粒酶活性。
端粒酶的作用具有高度特异性:它并非直接保护DNA不被降解(该功能由端粒结合蛋白如TRF2实现),也不参与RNA引物的降解或合成(分别由核酸外切酶和引物酶负责),而是通过主动延长端粒序列从根本上解决末端复制问题。这种机制使得染色体在多次分裂后仍能保持结构完整,避免编码基因丢失或染色体融合。
当端粒酶功能异常时,细胞会通过替代延长途径(ALT)维持端粒,如酵母的同源重组或染色体环形成。但在人类细胞中,端粒酶仍是维持端粒长度的主要途径,其活性调控因此成为肿瘤治疗和衰老研究的重要靶点。那么,若能精准调控端粒酶活性,是否可能在延缓衰老与抑制癌症间找到平衡?