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读过我们《细胞健康管理》主题分享的你已经知道,细胞的生命活动规律决定了人体寿命。
古老的细胞减数分裂法则告诉我们:不同组织细胞在其一生中分裂的次数是固定的。这种固定分裂次数的细胞分裂法则就决定了细胞寿命的极限,从而决定了我们人类寿命的极限。我们从出生的那一刻起,就开始了向死而生的生命旅程,可以说,我们人体从一开始就已经被编程,被设计。那人体细胞的减数分裂法则是通过怎样的编程和设计来实现的呢?那就是--端粒设计。
端粒和端粒酶的发现是人类现代史上,生理学和医学界的一次重大突破。美国科学家ElizabethH.Blackburn,CarolW.Greider,和JackW.Szostak,因此而一并获得2009年诺贝尔生理学或医学奖。
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Dr.Blackburn和Dr.Szostak于1982年发现了端粒的DNA序列及对染色体末端的保护作用。Dr.Blackburn和Dr.Greider于1984年发现了端粒酶及其合成和维护端粒长度的功效。
他们的研究成果是对我们祖先的智慧,古老的细胞减数分裂法则的验证和解释,华夏民族超越时代的伟大智慧至今仍灼灼生辉,我相信它终将会引领人类走向未来,走向世界大同。
下面我们一起来看看这个被设计在染色体末端的端粒,其结构和功能是如何验证和解释我们华夏民族的古老智慧--细胞减数分裂法则。
人体细胞结构大致分为细胞膜、细胞质和细胞核。染色体存在细胞核中,是由DNA和蛋白质组成的结构。DNA是人类遗传信息存储的化学载体,呈双链螺旋结构,包含遗传功能片段基因。端粒是染色体末端,由高度重复的DNA序列及其相关蛋白质组成的特殊帽状结构。其核心功能是保护染色体稳定性和决定细胞分裂的次数。如果没有这个帽状结构,染色体在每次复制和细胞分裂过程中就会不稳定,导致遗传信息的丢失或融合,引发细胞功能异常,甚至死亡。
端粒DNA的重复序列是TTAGGG,互补链为AATCCC,这个序列在染色体末端重复数百到数千次,长度为5-15KB左右,不同组织细胞端粒长度不同,早期胚胎细胞的端粒长度可达15到20KB。端粒DNA重复序列存在的意义在于解决染色体DNA复制的“末端复制问题”。
当细胞分裂时,染色体DNA需要复制。但DNA聚合酶不能从头开始合成新链,必须有一段引物,当引物在染色体最末端被移除后,就会留下一小段无法复制的空缺。这就意味着,细胞每分裂一次,染色体DNA就会因其末端的一小段DNA无法被完整复制而缩短一点点。
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端粒DNA重复序列作为一段非编码的,可牺牲的缓冲区,缩短发生在端粒区域,而不是重要的基因编码区域,从而解决了染色体DNA复制的完整性。但从这里我们可以看到,染色体DNA遗传信息复制的完整性是以端粒DNA的缩短为代价的,即细胞每分裂一次,也就是染色体DNA每复制一次,端粒就会因损耗而缩短。
随着细胞分裂次数的增加,端粒DNA也进行性的缩短。当缩短到一定限度时,端粒最终成为不能被细胞识别的末端,导致细胞不能再分裂,细胞停止分裂,细胞走向衰老,走向死亡。
端粒的长度决定了细胞一生的分裂次数,这就是细胞减数分裂法则的端粒设计。
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端粒酶是一种含有RNA模板的逆转录酶,这段模板与端粒的重复序列互补,能以自身RNA为模板,合成新的TTAGGG重复序列,添加到染色体末端,从而补偿端粒损耗。通过这种方式,端粒酶虽然可以补偿细胞分裂造成的端粒损耗,但人体内端粒酶的活性是受到严密的调控。除了造血细胞,干细胞和生殖细胞外,其他细胞在分化成熟后,端粒酶的活性逐渐丧失。
端粒和端粒酶活性缺失的先天设计决定了细胞寿命的极限,从而人类寿命的极限,也验证和解释了古老的细胞减数分裂法则的细胞生命运作规律。
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