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1、2009年诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔生理学或医学奖 端粒与端粒酶端粒与端粒酶学号：学号：学号：学号：姓名：姓名：姓名：姓名：专业：专业：专业：专业：2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶20092009年年1010月月5 5日诺贝尔日诺贝尔瑞典卡罗林斯卡医学院瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，将宣布，将20092009年诺贝尔生理学或医学奖授予年诺贝尔生理学或医学奖授予美国加利福尼亚美国加利福尼亚旧金山大学旧金山大学的的伊丽莎白伊丽莎白布布莱克本莱克本(Elizabeth Blackburn)(Elizabeth Blackburn)、美国、美国巴尔巴尔的的摩约翰摩约翰霍普金医学院霍普金医学院
2、的的卡罗尔卡罗尔- -格雷德格雷德(Carol Greider)(Carol Greider)、美国哈佛美国哈佛医学院的医学院的杰克杰克绍斯塔克绍斯塔克(Jack Szostak)(Jack Szostak)以及霍华德休斯医以及霍华德休斯医学研究所，以表彰他们发现了学研究所，以表彰他们发现了端粒和端粒酶端粒和端粒酶保护染色体保护染色体的机理。的机理。2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶1简介2获奖科学家4获奖成果端粒酶5获奖成果的理论意义和应用前景3获奖成果端粒2009年诺贝尔生理学或医学奖2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶卡罗林斯卡医学院卡罗林斯卡医学院方面称，这三人方面称
3、，这三人“解决了解决了生物学上的一个重大问题生物学上的一个重大问题”，即在细胞分裂，即在细胞分裂时时染色体如何进行完整复制染色体如何进行完整复制，如何免于退化。，如何免于退化。其中奥秘全部蕴藏在其中奥秘全部蕴藏在端粒端粒和和端粒酶端粒酶上。由上。由染染色体根冠色体根冠制造的端粒酶制造的端粒酶(telomerase)是染色是染色体的自然脱落物，能引发衰老和癌症。端粒体的自然脱落物，能引发衰老和癌症。端粒也被科学家称作也被科学家称作“生命时钟生命时钟”。在新细胞中，。在新细胞中，细胞每分裂一次，端粒就缩短一次。细胞每分裂一次，端粒就缩短一次。1.简介2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶当端
4、粒不能再缩短时，细胞就无法继续分裂当端粒不能再缩短时，细胞就无法继续分裂而死亡。伊丽莎白，布莱克本他们发现的端而死亡。伊丽莎白，布莱克本他们发现的端粒酶，在一些失控的恶性细胞的生长中扮演粒酶，在一些失控的恶性细胞的生长中扮演重要角色。大约重要角色。大约90%的的癌细胞癌细胞都有着不断增都有着不断增长的端粒及相对来说数量较多的端粒酶。长的端粒及相对来说数量较多的端粒酶。2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶伊丽莎白伊丽莎白 布莱克本布莱克本(Elizabeth Blackburn澳大利亚2009年年诺贝尔生理诺贝尔生理学或医学获奖学或医学获奖科学家科学家卡萝尔卡萝尔 格雷德格雷德(Caro
5、l Greider)杰克杰克 绍斯塔克绍斯塔克(Jack Szostak)美国英国伦敦2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶伊丽莎白伊丽莎白布莱克本布莱克本(Elizabeth Blackburn) 1948年出生于澳大利亚，拥年出生于澳大利亚，拥有美国和澳大利亚双重国籍。有美国和澳大利亚双重国籍。 1975年拿到英国剑桥大学博年拿到英国剑桥大学博士学位。士学位。 1990年开始担任美国加利福年开始担任美国加利福尼亚大学旧金山分校生物学和尼亚大学旧金山分校生物学和生理学教授。生理学教授。 2007年伊丽莎白年伊丽莎白布莱克本因布莱克本因学术成就卓著曾被美国学术成就卓著曾被美国时代时代周刊
6、评为年度全球最具影响周刊评为年度全球最具影响力的力的100个人物之一。个人物之一。2.获奖者2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶杰克杰克绍斯塔克绍斯塔克(Jack Szostak)u美国人。1952年生于伦敦，在加拿大长大。u1977年在康奈尔大学获得博士学位。师从中国工程学院外籍院士吴瑞教授u目前是马萨诸塞综合医院遗传学教授，并同时任职于美国霍华德休斯医学研究所2.获奖者2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶卡萝尔卡萝尔格雷德格雷德(Carol reider)1961年出生在美国加利年出生在美国加利福尼亚州，福尼亚州，1987年获得博士学位，年获得博士学位，其导师正是伊丽莎白其
7、导师正是伊丽莎白布布莱克本，之后曾在美国科莱克本，之后曾在美国科尔德斯普林实验室从事博尔德斯普林实验室从事博士后研究士后研究1997年起开始担任约翰年起开始担任约翰斯斯霍普金斯大学医学院霍普金斯大学医学院教授教授2.获奖者2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶193019781980赫尔曼赫尔曼马勒和芭芭拉马勒和芭芭拉麦克林托克发现染色体麦克林托克发现染色体 末端的一个特殊结构他们认为该结构可以阻止末端的一个特殊结构他们认为该结构可以阻止 染色体彼此黏附染色体彼此黏附, ,并设想其可能具有保护性作用。并设想其可能具有保护性作用。 3.获奖成果 端粒的发现赫尔布莱克波恩在研究一种简单的池生
8、生物赫尔布莱克波恩在研究一种简单的池生生物 四膜虫的染色体时四膜虫的染色体时, ,获得了一个突破性的发现获得了一个突破性的发现, ,在该动在该动物编码核糖体物编码核糖体RNARNA的染色体两端是一个重复的的染色体两端是一个重复的DNADNA序列序列, , 5(C-C-C-C-A-A ) n 3, 5(C-C-C-C-A-A ) n 3,其中其中n n在在2020和和7 7之间。之间。 布莱克波和绍斯塔克布莱克波和绍斯塔克,两人决定在相差甚远的两人决定在相差甚远的不同物种中进行交叉研究不同物种中进行交叉研究 。 2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶绍斯塔克进而对酵绍斯塔克进而对酵母端粒的
9、结构进行母端粒的结构进行研究研究,发现酵母与四发现酵母与四膜虫的端粒结构非膜虫的端粒结构非常相似常相似,而端粒片段而端粒片段长度的不同反映了长度的不同反映了染色体中染色体中DNA数量数量的差别。的差别。他们发现来自四膜虫的端他们发现来自四膜虫的端粒粒DNA可对酵母菌的可对酵母菌的染色体起到保护作用从而染色体起到保护作用从而证明了其功能的保守性。证明了其功能的保守性。1982绍斯塔克研究小组绍斯塔克研究小组构建了世界上第一个构建了世界上第一个酵母人工染色体酵母人工染色体 绍斯塔克与布莱克波恩携手绍斯塔克与布莱克波恩携手成功组装出两端为成功组装出两端为CCCCAA序序列的微型染色体。当这些微型列的
10、微型染色体。当这些微型染色体注入到酵母细胞中后染色体注入到酵母细胞中后,在细胞分裂时在细胞分裂时,这种这种CCCCAA的的DNA序列在复制时对染色体序列在复制时对染色体起到了保护作用起到了保护作用,他们首次他们首次将这些遗传保护帽命名为将这些遗传保护帽命名为“端粒端粒 ”(Telomere）2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶3.获奖成果 端粒2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶 3.获奖成果 端粒2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶概念概念组成组成作用作用真核细胞线性染色体末端的一组重复DNA序列，通常由富含鸟嘌呤核苷酸(G)的短的串联重复序列组成。 由由端粒蛋端粒蛋
11、白白和和端粒端粒DNA组成组成对染色体有对染色体有保护保护作用作用端粒序列具有端粒序列具有高度保守性高度保守性缺陷缺陷端粒端粒DNA复制时，负责复制的酶复制时，负责复制的酶不能复制线性不能复制线性DNA分子尾部，分子尾部，这样就在端粒区域产生一段这样就在端粒区域产生一段单链区域，导致部分端粒单链区域，导致部分端粒 DNA的丢失的丢失，经过一次次复制，经过一次次复制端粒便会慢慢地缩短端粒便会慢慢地缩短，当端粒当端粒缩短至一定程度，细胞无法缩短至一定程度，细胞无法继续分裂，并在形态和功能上继续分裂，并在形态和功能上都表现出衰老都表现出衰老特征特征3.获奖成果 端粒2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端
12、粒与端粒酶格雷德在细胞格雷德在细胞抽提物中发现抽提物中发现酶活性的标志酶活性的标志在发现端粒的结构和功能后在发现端粒的结构和功能后格雷德在其导师布莱克波格雷德在其导师布莱克波恩带下开始研究端粒恩带下开始研究端粒DNA的合成是否由未知的酶控制的合成是否由未知的酶控制1984经过试验排除端粒序列是由内源DNA为模板, 格雷德与导师共同格雷德与导师共同将这种酶命名为将这种酶命名为端粒酶端粒酶 (Telomerase)4.获奖成果 端粒酶的发现2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶4.获奖成果 端粒酶2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶RNA（作为模板）蛋白质（反转录酶）在端粒DNA的复
13、制时，端粒酶既有模板，又有逆转录酶这两方面的作用。其与端粒3端结合后，以其RNA为模板，经反转录延长端粒，从而保护DNA双链末段免遭降解及相互融合。 组成组成端粒酶是一种RNA与蛋白的复合体，它以自身RNA上的一个片段为模板通过逆转录合成端粒重复序列，并通过一种RNA依赖性聚合酶（如逆转录酶）机制加到染色体3末端以延伸端粒。4.获奖成果 端粒酶 作用作用 概念概念2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶 端粒的保护端粒的保护,维持和端粒的缩短形成了端粒调节维持和端粒的缩短形成了端粒调节的对立统一体的对立统一体“ 一方面，对端粒的保护维持了遗传一方面，对端粒的保护维持了遗传物质的稳定性，而另
14、一方面，物质的稳定性，而另一方面，DNA复制的内在特性复制的内在特性却注定了体细胞的寿命却注定了体细胞的寿命” 生殖细胞中端粒酶的活性生殖细胞中端粒酶的活性保证了端粒初始长度的恒定，而体细胞缺乏端粒酶保证了端粒初始长度的恒定，而体细胞缺乏端粒酶活性而注定了走向衰老和死亡活性而注定了走向衰老和死亡“ 作为染色体末端的作为染色体末端的”守护者，端粒的变化决定着细胞的命运，对端粒守护者，端粒的变化决定着细胞的命运，对端粒,端粒酶的深入研究，有益于揭示遗传物质的稳定性端粒酶的深入研究，有益于揭示遗传物质的稳定性以及细胞的衰老以及细胞的衰老,死亡和癌变的奥妙，同时也为肿死亡和癌变的奥妙，同时也为肿瘤瘤,遗传病的诊断和治疗带来遗传病的诊断和治疗带来了新的曙光了新的曙光”。5.获奖成果的理论意义和应用前景2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶 please give some questionsAny more information 2009年诺贝尔奖生理学或医学奖端粒与端粒酶
