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作者史軍：植物學(xué)博士，科學(xué)松鼠會(huì)成員
端粒，簡(jiǎn)單解釋就是DNA末端的那一段特殊序列。詳細(xì)的解釋，我把2009年諾獎(jiǎng)時(shí)的文章貼出來，希望有幫助哈。
染色體不僅要指導(dǎo)其他蛋白質(zhì)的合成，同時(shí)，這張藍(lán)圖也需要被不斷的拷貝，分配到新的細(xì)胞中去。這時(shí)，問題就出現(xiàn)了。在合成新的DNA鏈的時(shí)候，需要有一個(gè)起始物先與原有的DNA模板結(jié)合，接下來后續(xù)的核苷酸才能接在這個(gè)起始物后面，并且按照和相應(yīng)堿基配對(duì)的原則，形成新的DNA鏈，與模板如同兩條拉鏈一樣結(jié)合在一起。而這個(gè)起始物（引物）就像拉鎖最先端的那個(gè)扣，不過在生物體內(nèi)這個(gè)引導(dǎo)DNA合成的“扣”并不是DNA，而是一小段RNA序列，這段序列會(huì)在DNA新鏈合成后被切除。也就是說，與最初的DNA模板相比，新合成的鏈就短了這節(jié)由RNA替代的序列。
更要命的是，DNA是有方向性的，DNA聚合酶是個(gè)直性子，在模板鏈上只會(huì)向一個(gè)方向移動(dòng)（從5'到3'端）復(fù)制新鏈，而不能左右兼顧。如果，這段序列出現(xiàn)在DNA模板的中段，從其上游向下進(jìn)行合成工作的DNA聚合酶會(huì)補(bǔ)充這些工作。但是如果這種缺失發(fā)生在最先段的話，那DNA聚合酶就無能為力了。這么看來新復(fù)制出的DNA必將越來越短，那最終必然會(huì)導(dǎo)致重要基因的失去活性，其中，處境最危險(xiǎn)還是位于DNA末端的“端?！?/b>。不過，也正是因?yàn)樗鼈兇鬅o畏的犧牲精神才換來了，DNA和染色體完整的結(jié)構(gòu)和功能。這種保護(hù)功能，最終在杰克?紹斯塔克（Jack Szostak）使用線性質(zhì)粒和端粒構(gòu)建人工染色體不會(huì)被降解”的工作中，得以證明。
不過，端粒的長(zhǎng)度畢竟是有限的，在復(fù)制過程中會(huì)不斷缺失，最終影響DNA的正常功能。特別是對(duì)于一些分裂頻繁的細(xì)胞（如血細(xì)胞），這種影響更大，那這些細(xì)胞是如何避免問題產(chǎn)生的呢？在后來的觀察中發(fā)現(xiàn)，這些的細(xì)胞的端粒在縮短到一定程度后，會(huì)重新恢復(fù)長(zhǎng)度，那么又是哪個(gè)神奇的“裁縫”在做這項(xiàng)“修補(bǔ)工作”呢？在隨后的工作中，伊麗莎白?布萊克本（Elizabeth Blackburn）和卡蘿爾?格雷德（Carol Greider）不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)手段，尋找答案。經(jīng)過不斷優(yōu)化條件。1984年的圣誕節(jié)，勤奮的卡蘿爾同學(xué)打開暗盒曝光X光片，終于清楚地看到了這個(gè)作為“裁縫”的酶。這種酶活性不依賴于DNA模板，只對(duì)端粒DNA進(jìn)行延伸，而對(duì)隨機(jī)序列的DNA底物不延伸；并且該活性不依賴于DNA聚合酶]。由于同源重組對(duì)序列沒有特異性的要求并且依賴于DNA聚合酶的活性，至此，她們澄清了這兩種假說，證明了有一種"酶"來延伸端粒DNA。這種酶后來被命名為"端粒酶"（telomerase）。
在端粒和端粒酶的作用被明確之前，關(guān)于細(xì)胞和機(jī)體壽命的問題僅僅停留在假說的層面。而關(guān)于端粒的發(fā)現(xiàn)，為這個(gè)問題給出了一個(gè)較為明確的答案。細(xì)胞的壽命在很大程度上取決于端粒的長(zhǎng)度和端粒酶的活性，當(dāng)端粒耗盡，細(xì)胞就會(huì)降解死亡?？茖W(xué)獎(jiǎng)已經(jīng)將其應(yīng)用于衰老研究之中。更有意思的是，癌細(xì)胞之所以會(huì)“永生”繁殖，就是憑借細(xì)胞內(nèi)高活性的端粒酶。對(duì)端粒酶的檢測(cè)，也成為癌癥診斷的重要手段之一。隨著對(duì)端粒和端粒酶研究的深入，我們會(huì)對(duì)生命周期有更清晰的認(rèn)識(shí)，“長(zhǎng)生不老”的愿望也許真能實(shí)現(xiàn)
