主要内容
端粒与端粒酶
端粒是真核细胞染色体末端的保护"帽"。端粒酶如何延伸端粒。
介绍
如果你能放大并观察在你染色体一端的DNA，你会看到什么？你可能会期待看到基因，或者一些涉及基因调控的DNA序列。
但实际上，你会找到一个单一的序列—TTAGGG—被重复成百甚至上千次。
在染色体末端的重复区域被称为端粒。它们存在于许多真核生物中，从人类到单细胞原生生物。端粒作为保护染色体内部区域的帽子，在每轮DNA复制中都会少量磨损。
在本文中，我们将进一步仔细研究为什么需要端粒，它们为什么在DNA复制后变短，以及端粒酶是可以如何延长这些区域的。
末端复制问题
与细菌染色体不同，真核生物的染色体是线性的（棒状的），意味着它们拥有端点。这些末端对DNA复制造成问题。染色体最末端的的DNA无法在每轮复制中被完全复制，导致染色体慢慢地缩短。
为什么会这样呢？当DNA被复制时，在复制叉的两条新链中的一条被连续地制造，被称为前导链。另一条由许多被称为冈崎片段的碎片组成，每条以自己的RNA引物开始，被称为后随链。（详细请查看文章DNA复制 ）
在大多数情况中，冈崎片段的引物可以很容易地被更换成DNA，并被连接成一条完整的链。然而，当复制叉到达染色体的末端时，（在许多物种，包括人类中）有一小段DNA不会被冈崎片段覆盖——本质上是因为没有办法开始新片段，因为引物会落在染色体末端之外
由于这些问题，真核生物染色体末端的部分DNA在每轮复制中不被复制，留下悬垂的单链。经过多轮细胞分裂后，随着这个过程的重复，染色体将变得越来越短。
在人类细胞中，后随链的最后一个RNA引物可能离染色体末端有
端粒
为了防止基因在染色体末端磨损中丢失，真核染色体的末端有专门的DNA“帽”，称为端粒。端粒由数百或数千个重复相同的短DNA序列组成，这些重复序列在生物体之间不同，但在人类和其他哺乳动物中是5'-TTAGGG-3'。
端粒需要从细胞的DNA修复系统被保护，因为它们悬垂的单链“看起来像”受损的DNA。染色体后随链端的悬垂是由于不完整的末端复制（见上图）。染色体前链端的悬垂实际上是由切断部分DNA的酶产生的
在一些物种（包括人类）中，单链悬垂与附近双链DNA中的互补重复片段结合，导致端粒末端形成保护环
构成端粒的重复在许多分裂周期中被慢慢吃掉，提供一个缓冲，保护携带基因的内部染色体区域（至少在一段时间内）。端粒缩短与细胞老化有关，端粒的逐渐丧失可以解释为什么细胞只能分裂一定次数
端粒酶
一些细胞可以通过表达端粒酶来逆转端粒的缩短。这种酶延伸染色体的端粒。 端粒酶是一种依赖RNA的DNA聚合酶，即它可以使用RNA作为模板制造DNA。
端粒酶是如何工作的？该酶与含有与端粒重复序列互补的特殊RNA分子结合。它利用互补的RNA作为模板，延伸（添加核苷酸到）端粒DNA的悬垂链。当悬垂足够长时，正常的DNA复制机制（即使用RNA引物和DNA聚合酶）也可以产生匹配的链，产生双链DNA。
这个过程中的引体可能不正好位于染色体末端，且不能用DNA替换，因此仍然存在悬垂。然而，端粒的整体长度将更长。
端粒酶通常不活跃于大多数体细胞（人体细胞），但它在生殖细胞（制造精子和卵子的细胞）和一些成人干细胞中是激活的。这些是需要经历许多分裂的细胞类型，或者，在生殖细胞的情况下，产生一个其端粒“时钟”重置的新生物体
有趣的是，许多癌细胞含有缩短的端粒，而在这些细胞中端粒酶是被激活的。如果端粒酶可以被药物抑制，作为癌症治疗的一部分，其过量分裂（和因此，癌肿瘤的生长）有可能被停止。