人体为什么会衰老之九
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/22 07:34:01
人体为什么会衰老之九
人体为什么会衰老之九
人体为什么会衰老之九
3．端粒-端粒酶学说
大家知道,人体细胞是通过分裂进行增殖的,但大多数人体细胞都不能无限的进行分裂增殖,他们的分裂次数存在一个“极限值”,也就是最大分裂次数.比如人的细胞可分裂约50次左右,此后就不再分裂.这是因为细胞在分裂之前都要首先复制染色体,形成的两个子细胞各自都分配到一套完整染色体.染色体位于细胞核内,每条染色体都是由两条长长的DNA分子,通过碱基配对形成的一条长链.但是由于DNA复制的特定方式,染色体顶端部分无法复制出来,因此每次分裂后复制品总比原来的要略短一些.长此以往,当DNA缩短到一定程度危及染色体复制时,细胞就会被迫停止分裂.
细胞的分裂增殖
端粒-端粒酶学说认为人的体细胞不能改变其DNA复制时染色体两端的缩短,细胞在每次分裂过程中都不能完全复制它们的染色体,因此复制DNA序列可能会丢失,最终造成细胞衰老死亡.染色体复制的上述特点决定了细胞分裂的次数是有限的,而端粒的长度和端粒酶的活性决定了细胞的寿命,因此衰老的端粒学说又被称为细胞有限分裂学说或复制性衰老学说.
端粒
端粒是染色体的天然末端的一段特殊结构,这些重复序列的DNA,像帽子一样盖在线性DNA的末端,虽不含功能基因,却可以维持染色体的稳定性.
每次染色体复制,都会丢失部分端粒,但不会损失其它DNA序列.这样端粒通过牺牲自己,保证了DNA序列的完整性.端粒的另一个作用,是帮助形成染色体末端的环状结构.这样在不进行复制时可以把染色体末端“锁住”,避免该DNA分子与其它DNA分子发生重组而遭到破坏.在这一点上,端粒很像鞋带两头的套,它保证了鞋带不会松开.
端粒酶
端粒酶是一种特殊的逆转录酶,它可以以自身RNA为模板,逆转录合成端粒重复序列,并加到真核生物染色体末端,以补偿因“末端复制问题”而导致的端粒片段丢失,可以让端粒不会因细胞分裂而损耗,从而增加细胞分裂克隆的次数,甚至使其可以永远复制下去.
但是,在正常人体细胞中,端粒酶的活性受到严格的调控.只有在生殖细胞等必须不断分裂克隆的细胞之中,才可以检测到具有活性的端粒酶.当细胞分化成熟后,端粒酶的活性就会逐渐消失.
端粒和端粒酶与衰老
正常情况下,细胞分裂的次数与细胞最初的端粒长度呈正比.如果染色体一次又一次的被复制,端粒就会越来越短.一般认为,当端粒缩短到一定程度,正常人的双倍体细胞就不能再进行分裂,细胞开始衰老和死亡.因此,端粒被称为决定细胞衰老的“生物钟”.如果细胞要维持其正常分裂,那么就必须阻止端粒的进一步丢失,并激活端粒酶,使细胞能够正常进行染色体的复制.对于绝大多数体细胞来说,它们无法激活端粒酶,因此便停止分裂而最终衰亡.不过,人体也有极少数细胞能在端粒缩短的同时激活端粒酶,弥补端粒缺损并且恢复端粒功能,维持染色体稳定性,从而避免死亡,发展成为“永生细胞”.
端粒的顶端不是静止而无变化的,而是呈动态结构,反复地缩短与伸长.在细胞分裂增殖会使端粒缩短,而激活的端粒酶又可将其加长.一般来说,端粒越长,端粒酶活性越高,染色体的稳定性和完整性就越好,细胞分裂次数就越多,寿命就越长.但是,端粒酶的活性还必须在可控制的范围内,如果它的活性太高而使人体失去了对它的控制,就会导致体细胞癌化,成为无限增殖的癌细胞.
端粒酶的活性对人体来说是一把双刃剑
总之,端粒酶活性的高低直接影响端粒长度的增减,而端粒的长短直接影响到细胞的分裂次数.正常人体内惟有生殖细胞能使已缩短的端粒有效延长,各种内外因素通过调节端粒酶活性改变端粒缩短速度,从而影响人体寿命.在人类细胞中,研究者还发现,端粒缩短的速率与细胞抗氧化损伤的能力相关.容易遭受氧化损害的细胞,其端粒缩短更快；而那些能够抵抗这种损伤的细胞,端粒缩短得较慢.如果避免细胞损伤或激活端粒酶,则有助于延缓人类的衰老进程,从而增加寿命.当然,如何在激活端粒酶的同时避免细胞癌变,则是一个需要进一步研究的问题.