為何正常細胞中的端粒會在複製過程中不斷損耗，而癌細胞中的卻不會？

01-15

剛剛註冊知乎，現在不久前進入一個研究端粒的實驗室學習，有一些有趣的發現。

除了端粒酶的作用，有些種類的癌細胞還有一種不依賴於端粒酶的端粒延伸機制（ALT——alternative lenthening of telomeres）。是一個澳大利亞人(Roger R. Reddel)首次發現的。

這種機制的原理和過程還不很清楚。但ALT細胞中含有大小不均等的環狀端粒序列DNA，主流的猜想是這些環狀DNA可能作為端粒延伸的模板。這些環狀DNA很有可能是染色體上端粒來源的。一般越類似於腫瘤幹細胞的細胞，ALT的指標越明顯。

關於ALT，可以參考這篇文章Alternative lengthening of telomeres: models, mechanisms and
implications : Abstract : Nature Reviews Genetics

癌細胞可以無限增值出來可以延伸端粒之外，其對於端粒縮短的信號捕獲也更弱。端粒縮短會產生DNA damage 信號，從而激發DNA修復相關的信號通路（主要是NHEJ）。癌細胞對於DNA損傷的反應減弱，即使有DNA 損傷也照樣複製和增值，這也會帶來癌細胞的高突變率。

樓上說的差不多了。端粒在癌症發生中是扮演了其中一個角色，並非全部。但是針對端粒的醫治也是很有前途的也很熱。可能有時候是癌變因素導致了端粒酶的非正常表達（在正常細胞中是被抑制的），有時候是端粒酶自身突變活化了，很複雜也不一致。

端粒是染色體末端富含TG序列的DNA重複片段，由於染色體末端複製問題，隨著細胞分裂的代次的增加，端粒逐漸縮短，端粒縮短到一定程度引起染色體不穩定從而啟動細胞程序性死亡。

說白了，如果人類的遺傳信息載體染色體是一條鞋帶的話，端粒就是鞋帶末端的那個鞋帶箍。有了端粒卡住末端，染色體才能穩定住。

腫瘤細胞的端粒也是隨著DNA複製不斷損耗的！

但是，它們有兩種方式來補充損耗的端粒序列，從而保持無限分裂的能力。

1.利用端粒酶延伸端粒

2.利用ALT(端粒酶替代機制)

1.端粒酶機制：

人類只有少數細胞（例如胚胎幹細胞、大部分腫瘤細胞）具有端粒酶，端粒酶可以延伸端粒長度，從而使得細胞可以無限分裂。端粒與端粒酶是細胞衰老和腫瘤發生的重要因素之一。人類端粒酶是一個巨大的蛋白複合體，其核心是催化組分hTERT(human telomerase reverse transcriptase)和模板RNA hTERC/hTR(telomerase RNA component)，hTERT以hTR為模板延伸端粒的3』overhang,從而延伸端粒長度。

（端粒酶延長端粒機制）

2.端粒酶替代機制（ALT, Alternative lengthening of telomere）

該機制至今不明，RR.Reddel老師是這塊的專家，不過他老人家一直領著大家在領域外圍兜圈（經常被我們吐槽），ALT的核心今年開始有些鬆動，大致與DNA的損傷修復及DNA複製有關係。

ALT大致的原理就是，a.利用其它染色體末端的端粒為模板，同源重組補充短的端粒序列 b.利用體內的端粒序列的端粒環來滾環複製延伸端粒。

Science. 2012 Jun 15;336(6087):1388-90. doi: 10.1126/science.1222394.

Cancer. Cancer and telomeres--an ALTernative to telomerase.

J. W. Shay, R. R. Reddel, W. E. Wright

@夕照雪說的是對的，因為癌細胞中端粒酶活性很高，這種酶延長端粒，使得癌細胞可以在體內幾近無限地分裂和生長，而不受到海佛烈克極限 (Hayflick limit, 即正常細胞因為積累的DNA損傷和縮短的端粒從而到達的分裂次數極限）的限制。實驗室常用的癌細胞Hela就被稱為不死的細胞。

這些不死細胞的產生一般是通過激活癌基因或者去除抑癌基因，使得細胞能夠繞過Apoptosis的自然過程走上循環永復的永不凋零之路。

因為我只記得端粒酶這個空洞的概念了所以我特地搜了下google。

http://zh.wikipedia.org/wiki...

端粒酶在腫瘤細胞中大量表達而在正常細胞中罕見表達，這種酶就是負責修復損耗端粒的。

至於「為什麼「端粒酶在腫瘤細胞中大量表達而在正常細胞中罕見表達」？」

這個就複雜了。因為癌症的發病機制現在還沒有定論。從基因的角度說，正常細胞基因組裡面有原癌基因也有抑癌基因，原癌基因一般是不表達的。然後這個怎麼失衡的，不清楚。基因的表達調控太複雜了，而且不是單線程單因素的。

不好意思，最近期末考試，正在複習。所以回答較晚了==最近正好在複習細胞生物學。

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染色體端粒重複序列的長度在許多真核細胞是通過端粒酶維持的。端粒酶是一種核糖核蛋白，，其核心部分為模板RNA和反轉錄酶部分。端粒酶的功能在於以模板RNA為模板，進行反轉錄補齊染色體末端丟失的端粒序列。再通過DNA聚合酶完成合成，維持染色體端粒序列的長度。研究表明，生殖細胞始終保持端粒酶的活性，人和其他動物一般體細胞端粒酶無活性，而癌細胞端粒酶有活性，其端粒長度不縮短。

癌細胞的端粒酶維持在較高的表達水平，使的端粒序列不斷的延長。

科學工作者好棒！一同學賣端粒酶，來學習說服她別干這麼不靠譜的事！