你了解端粒吗?为什么是长寿的关键因素,端粒是如何发现的?
端粒为什么是长寿的关键因素,端粒是如何发现的?
80年前,有一位和居里夫人一样的女性研究者,名叫芭芭拉?麦克林托克,被称为“玉米夫人”。因为她1927年获植物学博士学位后,主要在康奈尔大学从事玉米遗传学的研究。
那个年代,人们不希望女性从事科学研究,都希望早一些结婚生子,而麦克林托克不仅完成了大学学业,还把植物学遗传的研究作为自己的终身事业,并在她81岁时,获得了诺贝尔奖。
麦克林托克在研究玉米基因时,发现了端粒的结构。
染色体是由DNA双螺旋构成的,这样的结构其实不具有稳定性,因为长且易断裂,而在细胞分裂与DNA的复制过程中,太稳定的结构又不利于分裂与复制的发生。
麦克林托克发现,现染色体损伤后断裂断口有很强的“黏性”, 染色体断裂的末端出现不稳定性,而染色体的两端未与其他染色体断口连接,染色体与染色体之间也从不互相连接,就像两顶帽子一样盖在染色体的末端维持染色体稳定;同时,他们也发现了染色体的末端具有特殊的结构,这种像帽子一样的结构,既能保证染色体整体的稳定性,又能在分裂和复制中提供保护,使DNA末端免于被核酶水解。
这样的末端结构,被后来的科学家赫尔曼·穆勒命名为“端粒”。在之后的几十年里,人类开始发现端粒的生物学结构,探索其与健康和疾病的关系。
端粒为什么与健康和长寿有密切的关系呢?
我们知道,人体细胞是有寿命的,一批细胞的死亡,一定会有一批新的细胞分化复制出来。如果这样无限更新细胞,人类就会长生不死,而实际上,人类的寿命是有限的,说明细胞的更新复制也是有限的。达到一定的复制次数,就不能再持续更新复制了,人体就衰老了。
而决定细胞复制次数的关键,就是端粒结构。
在六十年前,海弗利克发现了这个复制次数。
他把人体的成纤维细胞放到体外培植,成纤维细胞是疏松结缔组织的主要细胞成分,也是人体典型的一种细胞结构。成纤维细胞在体外培养分裂,达到50次以后,就开始衰退和死亡了。
人体的一系列衰退性变化,如代谢效率降低,器官功能减退,骨质疏松,牙齿脱落等,都是因为相关的细胞分裂次数达到极限,不能再产生新的细胞提供相应的生命体功能,导致机体的生理机能退化。
但有一个东西像是一种bug般的存在,可以无限复制,无限生长,就是癌细胞。这是另外一个话题了,膳为善动会以后详细说说癌细胞这种不像地球生物的东西,到底是如何成为疾病之王的。
因此,端粒决定细胞的分裂次数,每分裂一次,端粒的长度就减少一点,如果端粒够长。例如一个人的端粒是平均的1.5倍,那么理论上这个人可以分裂75次,产生多1.5倍的新的细胞,够他多活50年的。
影响端粒长度的因素非常多,这方面的科学研究每天都在推陈出新,人类对于健康长寿与疾病的探索从未停止过,请关注收藏膳为善动,持续分析所有影响因素,为我们所用,让我们都比别人多活十年。
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