揭开植物端粒的“神秘面纱”

叶森木

摘 要： 端粒是构成真核生物线状染色体末端重要的DNA-蛋白质复合结构，DNA由简单的串联重复序列组成。端粒对染色体、整个生物基因组，甚至对细胞的稳定都具有重要意义，它的作用发挥离不开端粒酶的作用。目前端粒研究的核心主要是在动物细胞方面。文章就植物端粒、端粒酶及其在植物生长发育中的调节做概述。

关键词： 端粒 端粒酶 端粒蛋白

1.引言

端粒是真核细胞线状染色体末端特殊的DNA-蛋白质复合体，端粒DNA与端粒结合蛋白一起形成特殊的“帽子”结构维持染色体的完整。端粒DNA含有大量富含碱基G的简单串联重复序列，这些重复序列是由端粒酶来合成的。1939年Barbara McClintock[1]首先研究了玉米的染色体端粒，发现在细胞分裂后期如果染色体在着丝粒发生断裂，随着复制的进行，姐妹染色单体之间就会在断裂末端融合形成具有双着丝粒的染色体，双着丝粒的染色体在以后的分裂中更容易发生断裂。此后，有关端粒的研究在多种生物中展开，并逐渐证明端粒是染色体的保护帽，它通过避免染色体的末端融合、重组和外切酶的降解维持染色体的完整性，并在生物生长发育过程中扮演重要的作用。

2.植物中的端粒的结构和功能

有关端粒在分子水平上的研究起始于20世纪70年代末期对四膜虫染色体最末端的分析，发现其末端由串联重复序列5′-TTGGGG-3′组成。以后的研究工作证明端粒结构高度保守，几乎所有真核细胞的染色体端粒都由简单的富含G的重复序列组成，端粒位于真核细胞染色体的末端，由一个富含G的3′末端和互补的富含C的5′末端构成，同时3′末端形成单链突出结构，一般有12～16个碱基。……