首先我們來講一下什么是端粒，端粒是指在染色體的末端，由重復(fù)的DNA序列以及一些相關(guān)的蛋白質(zhì)，共同組成的一種特殊結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)可以穩(wěn)定染色體的結(jié)構(gòu)和它的完整性。端粒的結(jié)構(gòu)就像一個(gè)發(fā)卡，這樣的一個(gè)趨回的過程中，

它既有一些DNA的模板，也有一 些相應(yīng)的蛋白質(zhì)的組分。

而端粒它的生物學(xué)功能呢，端粒最重要的生物學(xué)功能，就是穩(wěn)定染色體末端的結(jié)構(gòu)。這樣的一個(gè)功能主要是通過，這樣兩個(gè)方面來行使的。

首先大家都知道，DNA的復(fù)制過程是不對稱的，也就是說總有一 條DNA.，它相對來說更短一點(diǎn)，那么更短一點(diǎn)的DHA，就無法保證染色體本身的完整性。這個(gè)問題是怎么解決的呢？這個(gè)問題就是由端粒學(xué)說來解決的。端粒它通過提供自身的DNA模板來解決了短一點(diǎn)那條DNA的末端復(fù)制的問題，也就是保持染色體DNA遺傳信息復(fù)制的完整性，解決DNA末端復(fù)制問題。但是這個(gè)過程是有代價(jià)的，因?yàn)槎桃稽c(diǎn)的那端DNA，是由端粒自己提供給自己的DNA序列，來完成了DNA染色體的一個(gè)完整性，相應(yīng)的它自己也會(huì)變短。簡單來說，隨著這個(gè)細(xì)胞分裂次數(shù)的增加，端?？赡芫蜁?huì)越變越短，越年輕的細(xì)胞它可能有更長的一個(gè)端粒，而越老的細(xì)胞它的端?？赡芫驮蕉?。當(dāng)端粒變得太短，無法來完成這個(gè)DNA的完整性時(shí)，那么這個(gè)細(xì)胞就會(huì)出問題。也就是說，端粒它反映細(xì)胞分裂的能力與壽命。細(xì)胞愈年輕，端粒愈長，細(xì)胞愈老，端粒愈短。

那么在生物體中，是否有這樣的一些機(jī)制，可以來維持端粒的一 個(gè)長度呢？答案是有的，那就是端粒酶。端粒酶它是一個(gè)核蛋白逆轉(zhuǎn)錄酶，核蛋白逆轉(zhuǎn)錄酶，以自身RNA為模板，合成端粒DNA,將端粒DNA加至真核細(xì)胞染色體末端，為細(xì)胞持續(xù)分裂提供遺傳基礎(chǔ)。

而端粒酶的發(fā)現(xiàn)，也獲得了2009年的諾貝爾獎(jiǎng)。隨著細(xì)胞增殖次數(shù)的增加，端粒也會(huì)逐新地變短。細(xì)胞分裂，染色體末端總有5 -20個(gè)堿基對的片段喪失，端粒將逐漸縮短。而與此同時(shí)，端粒酶的活性其實(shí)也是不一樣的，在絕大部分的體細(xì)胞，端粒酶的活性，相對來說是比較低的，而在胚胎細(xì)胞，生殖細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞，這些增殖很旺盛的細(xì)胞中，端粒酶的活性其實(shí)相對來說更高。也就是說絕大部分體細(xì)胞，隨著它的增殖的增加，傳代次數(shù)的增加，它的端粒一邊在縮短，同時(shí)端粒酶不一定有足夠的活性，可以讓它無限的增殖下去。

但是在胚胎細(xì)胞，生殖細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞，它的端粒雖然在一邊縮短，但是端粒酶的活性卻很高可以維持這個(gè)端粒的長度，從而保證這個(gè)細(xì)胞，可以不犯錯(cuò)誤地一直復(fù)制下去。而端粒的長度就有可能是哀老的一個(gè)重要的生物學(xué)標(biāo)志。我們這里有一個(gè)非常好的例子，那就是克隆羊多莉，

克隆羊多莉的母親，是一個(gè)6歲的正值壯年的山羊，而克隆羊多莉出生之后到七歲時(shí)，就因?yàn)閲?yán)重的肺部感染而去世了，而正常羊的壽命，是12~13歲，那么為什么正值壯年的多莉，就會(huì)因?yàn)榉尾扛腥径ナ滥?？在晚年時(shí)，多莉表現(xiàn)出了肺部感染和關(guān)節(jié)炎等一些疾病，而這些疾病其實(shí)只在高齡羊中才會(huì)出現(xiàn)。后來的研究發(fā)現(xiàn)，多莉它細(xì)胞中端粒的長度，其實(shí)已經(jīng)相當(dāng)于它那位克隆母親6歲時(shí)端粒的長度，也就是說，雖然它出生到它死亡的年齡只有七歲，但實(shí)際上以端粒的這個(gè)長度，來衡量它的年齡的話，它其實(shí)已經(jīng)是一只高齡羊。正是因?yàn)檫@樣我們可以將端粒的長度，以及端粒酶，作為細(xì)胞衰老衡量的一種生命之鐘，細(xì)胞的端粒一開始是一個(gè)固定的長度，而隨著細(xì)胞的增殖，這個(gè)端粒會(huì)逐漸地縮短，但是與此同時(shí)，在縮短的過程中，端粒酶會(huì)進(jìn)行修復(fù)，但是不同細(xì)胞，端粒酶的活性是有差異的，也就是說，端粒酶只能修復(fù)一定長度的端粒，當(dāng)細(xì)胞增殖分裂到了一定次數(shù)之后，當(dāng)端粒縮短到超過它的閾值時(shí)，端粒酶無法再進(jìn)行有效的修復(fù)，這時(shí)候細(xì)胞就會(huì)停止分裂，最終走向死亡。所以說端粒與端粒酶的活性，可能是衡量生命的很重要的一個(gè)指標(biāo)，它就是指示衰老的生命之鐘。