6.9
大多数动物细胞在停止分裂并进入永久性细胞周期阻滞之前,只能分裂有限的次数。
在促有丝分裂的培养基中,例如,人类成纤维细胞可分裂约 25-50 次。当细胞接近这一有限的分裂次数时,细胞分裂速率会逐渐减慢,最终停止,细胞进入一种永久性的不分裂状态。这一现象称为复制性细胞衰老。
复制性细胞衰老是端粒结构改变的结果。端粒位于染色体末端,由长串联重复的DNA序列和蛋白质复合物组成。
在缺乏端粒的情况下,染色体末端可能被识别为双链断裂。这些末端可能相互融合,形成诸如环状染色体之类的异常结构。端粒起到保护性帽状结构的作用,可防止核酸酶对染色体末端的降解,并阻止染色体末端之间发生异常融合。
Shelterin 是一种端粒相关蛋白复合物,可保护染色体末端。
端粒保护蛋白复合物(shelterin)帮助DNA末端形成一种称为端粒酶环(T-loop)的类似索环的结构。这种T-loop能够屏蔽DNA末端,防止其降解。
细胞分裂过程中,由于DNA聚合酶无法完全复制DNA末端,导致端粒缩短25-200个碱基。随着端粒长度变短,shelterin复合物组分从端粒区域被置换。端粒的缩短最终会破坏t-loop结构的稳定性。
T环结构的改变使得染色体末端暴露,被DNA损伤应答通路识别为DNA损伤。
随之而来的持续性DNA损伤反应会诱导复制性细胞衰老,从而有助于限制基因组不稳定性和恶性转化。