第七节
端粒酶

端粒酶（telomerase）是一种能催化端粒DNA合成的特殊酶。该酶的特殊之处在于其结构是RNA与蛋白质的复合体。

一、端粒酶的分子结构

端粒酶由RNA与蛋白质两部分构成，其中RNA成分起模板作用；蛋白质成分起催化等作用。自身携带模板是端粒酶区别于一般的纯蛋白逆转录DNA聚合酶的主要特征。

二、端粒酶的作用

端粒酶的作用是催化端粒DNA的合成（即延长）。

端粒DNA的合成必须依赖端粒酶分子中的RNA为模板，通过逆转录方式完成。其中RNA成分对其作用非常重要，当用RNaseH切割RNA-DNA复合物时，酶即失去活性。

端粒酶的作用需要一个DNA引物，以便从5’→3’方向添加端粒重复序列，底物是脱氧核苷三磷酸（dNTP）。对不同生物端粒酶RNA的序列分析表明，其核苷酸数及模板区在序列中的位置都不同。

模板RNA突变的影响：在上述模板区内一些位点突变虽不影响其功能，仍然可按改变的模板复制DNA，但另一些位点的突变却能引起酶失活，说明其RNA可能有一定的二级结构。

（一）合成端粒DNA

合成过程分为三个阶段：结合、聚合和移位。

1.结合（端粒的引物）

结合端粒的引物（也称碱基配对），即是在体内染色体3’-末端富含G核苷酸的突出单链；在体外单链寡核苷酸DNA引物，与端粒酶RNA中的端粒互补进行碱基配对。

2.聚合

在端粒酶与端粒DNA末端结合后，染色体DNA末端利用端粒酶分子上的RNA为模板，依靠dGTP和dTTP的聚合延长，最后增加6个端粒DNA的核苷酸（一个重复序列）。

3.移位

当端粒酶上模板RNA被反转录后，延长的DNA末端与RNA模板配对解开，重新定位于模板的y部分，开始下一轮的延长过程。

其中最重要的一步是端粒酶在复制完一次模板后，发生移位，再将DNA延长端定位于3’端，起始下一次复制。这种移位为几百个重复序列的加入创造了条件，也说明端粒酶的作用是连续式的。

另外，移位的位置并不固定于端粒酶RNA模板的5’端，如四膜虫中移位发生在第43位核苷酸；euplotes在第53位，其后为两个U，这是因为酶主要利用dTIP和dGTP而不能有效结合dATP，所以聚合反应在此终止。

（二）端粒酶的另外两个功能

从移位现象提示该酶可能具有另外一些功能，研究已发现了端粒酶的下列功能：

1.具有3’→5’引物或DNA产物切割作用。

2.该酶的非连续作用表明，端粒酶参与一系列端粒合成与修复功能，也说明了保守重复序列随机分布的原因。 dKiiV6d7RZ16tYNb1OdeguksA9rHublofpncncOcg8hBtT53YUOcnlxgflD91pOF