一、端粒的发现简史

1938年，Hermann Muller（因为发明用X射线突变基因而获得诺奖）利用X射线照射果蝇产生突变体，注意到染色体的末端跟其它区域的染色体不同，它非常稳定，从未观测到断裂缺失或者倒位。他因此先见性地认为染色体的末端比较特殊，它需要被封闭起来，并给它一个专有的名称-端粒（telomere，来自希腊词根telos，末端，和meros，部分）。

20世纪70年代初，对DNA聚合酶特性的深入了解引申出了一个染色体的复制问题。DNA聚合酶在复制DNA的时候必须要有引物来起始，而且它的酶活性具有方向性，只能沿着DNA5’到3’的方向合成。染色体复制之初可以由小RNA作为引物起始合成，之后细胞的修复机器启动，DNA聚合酶能够以反链DNA为模板，以之前合成的DNA为引物，合成新的DNA取代染色体中间的RNA引物。但是线性染色体最末端的RNA引物因为没有另外的引物起始，没有办法被DNA取代。所以线性染色体DNA每复制一轮，RNA引物降解后末端都将缩短一个RNA引物的长度。

 

染色体复制时末端隐缩问题

尽管这个引物不长，但是细胞千千万万代地不断复制，如果不进行补偿，染色体不断缩短，最终就会消失。 

James Watson（因为发现DNA双螺旋结构获得诺奖）最早就明确指出了这个“末端隐缩问题”，并猜想染色体也许可以通过在复制前联体（染色体末端跟末端连起来）的方式来解决末端复制的问题。

二、什么是端粒？

端粒是位于真核细胞线性染色体末端的帽状结构，由保守的重复核苷酸序列（如人的端粒序列TTAGGG）与特异结合蛋白构成。端粒的总长度约为5～15Kb。

在新细胞中，细胞每分裂一次，染色体顶端的端粒就缩短一次，当端粒不能再缩短时，细胞就无法继续分裂了。这时候细胞也就到了普遍认为的分裂100次的极限并开始死亡。因此，端粒被科学家们视为“生命时钟”。

三、端粒的主要功能

1．维持基因组的稳定，保护染色体不被核酸酶降解。

2．可以防止染色体的断端出现融合，防止染色体发生降解或重组，从而使遗传信息保持正确和完整，正常人的体细胞每分裂一次，端粒的长度就缩短一段，当端粒缩短到临界长度时，就会失去保护染色体的功能，因而造成细胞遗传上的不稳定性，最终引起“复制性衰老”，因而端粒的长度和稳定性决定了细胞的寿命。

3．为端粒酶提供底物，解决DNA复制的末端隐缩，保证染色体的完全复制。

四、端粒和细胞衰老的关系—衰老的端粒假说 

关于衰老的端粒假说最早起源于1986年，当时Cooke首先在人类性染色体长臂末端发现了端粒，并根据体细胞的端粒长度明显短于干细胞。进而提出端粒长度减少引起的保护能力的下降会限制细胞的增殖能力。