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1、看图写出核输出分子定向运输途径与机制一、出核转运过程与机制不带电荷，分子质量小于100Da的分子可以自由穿过核被摸；分子质量大于100Da的分子和大分子通过核孔复合体运输穿过核被摸；直径达9nm（相当于球蛋白，分子质量达40kDa）可以通过被动扩散穿过NPC；更大的大分子通过NPC主动运输，但必须包含特定的信号。本图所示为NPC主动输出运输：1.输出对象：主要为胞质中蛋白合成所需的tRNA、mRNA等多种RNA及核糖体蛋白颗粒、穿梭蛋白（大多数为转录因子）等大分子物质。2.参与者：Ran蛋白(具有GTP酶活性)、核转运体(在核输出过程中主要为出核素 exportin)、核输出序列(nuclea
2、r export-signal,NES) 、核孔复合体(nuclear pore complex,NPC) 、鸟嘌呤核苷酸交换因子（Ran-GEF，也称为Rcc1，）、Ran-GAP（GTPase激活蛋白）3.核输出分子定向运输途径与机制：核输出分子的主动定向运输的过程类似于亲核蛋白的入核转运过程：Ran蛋白在存在于细胞核内Ran-GEF作用下促使Ran上的GDP交换为GTP，这一过程使Ran蛋白在细胞核中以GTP结合形式存在，出核素可以识别货物分子上的核输出序列（NES）（RNA分子常要与包含NES的蛋白质一起以核糖核蛋白的形式运输）并连同Ran-GTP蛋白共同结合在一起，形成一个三聚体复合
3、物，由于出核素具有与核孔复合体特异结合的能力这使得该复合物穿过核孔，运输到细胞质，并在胞质中Ran-GAP作用下刺激Ran蛋白上结合的GTP水解形成Ran-GDP形式，同时也会引发三聚体的水解，从而释放运输的货物蛋白和出核素，而出核素和Ran-GDP（其中Ran-GDP会与入核素、待运物形成复合体进入核内）也可以重新回到细胞核当中重复这一过程，形成一个Ran循环。另外, 需要指出的是有些蛋白并非是核内常驻“人口”, 通常要往返于核质和胞质之间, 这些穿梭蛋白既有NLS又有NES。二、展望实际上核输出输入过程的途径与机制尚不明了，比如具体是什么介导了NPC-转与蛋白质-运输复合体的解聚?就目前来
4、讲有如下几个较为清晰的因素：1. 核转运蛋白与大多数核孔蛋白通过苯基丙氨酸-氨基乙酸（FG）重复相互作用，这些FG重复排列在核孔中央通道内。2. 研究表明一些和转与蛋白与特定的核孔蛋白有高度亲和性3. Ran不仅介导运输物与核转运蛋白的相互作用，而且介导核转运蛋白和核孔蛋白的相互作用、4. 虽然核转运蛋白可以双向穿过核孔，但大多数只是单方向携带运输物。另外还有很多复杂的诸如：与mRNA结合的蛋白质是的mRNP具有什么样的整体结构？核输出的调节机制？在合成和输出的过程中，mRNP的动力学特征？等等三、自己的看法根据查阅的资料得知核输出的大分子物质通常为RNA，并且大多和蛋白结合运输，在这里蛋白质
5、除提供了NES外还起到稳定RNA这种易降解的分子，那么是否所有的RNA都借助于蛋白质完成从核输出的过程呢？或者说是否所有的NES序列都是一段氨基酸序列呢？我个人认为RNA上的核酸序列同样也可以作为某种信号序列的角色，而且某些RNA有着比较稳定的结构，并不容易被降解掉，如tRNA具有特殊的三叶草结构并且形成特殊的四级结构L型，因此可以大胆的猜测tRNA或许属于书本当中所描述的例外。端粒与肿瘤（端粒酶、端粒结合蛋白、端粒长度、与端粒完整性）前言：肿瘤的发生除了与许多调节细胞生长的基因及DNA修复基因有关外，还与细胞染色体两端的端粒长度有关。除了生殖细胞、干细胞及极少数细胞外，人体绝大多数体细胞是不
6、能维持端粒长度的，因此细胞经过有限次数的分裂后，是要衰老或凋亡的。唯一的例外是来源于体细胞的恶性肿瘤细胞却又重新出现了端粒酶活性，发挥其合成端粒重复序列的功能，以补偿正常的端粒序列丢失，使端粒的重复序列不会达到导致细胞死亡的临界长度，从而获得细胞的“永生性”。这样，恶性肿瘤细胞在体内或体外都能无限制的分裂增殖。一、端粒的一般结构和功能真核细胞线性染色体的两端称端粒，由端粒DNA和端粒结合蛋白组成，端粒DNA为不含功能基因的简单、高度重复的序列，在生物进化过程中具有高度保守性。不同物种的端粒重复的序列不一样且不同物种间的端粒初始长度差异很大。端粒就像一顶帽子一样对染色体起到保护作用，主要功能被认
7、为涉及防止染色体的降解，端-端融合、重排和染色体丢失，可以确保染色体的完整性。如果染色体的末端受损，染色体可以发生粘连，引起遗传物质的错排和重排。除了维持染色体的完整性以外，还涉及细胞的寿命、衰老和死亡等。端粒结构虽然可以有效的保证线性染色体末端的传代稳定性，却不能阻止DNA的缩短。随着每一次的细胞分裂，染色体都要丢失一部分的端粒序列，这种缩短的端粒不能被细胞自身的检验系统识别。当缩短到一个临界长度，即端粒限制性片段的长度时，就很有可能激活细胞自身的检验系统，细胞发出阻止进一步分裂的信号，是染色体不再复制，分裂终止，细胞继而开始衰老。二、 端粒长度与肿瘤研究表明，端粒的缩短在肿瘤发生和发展过程
8、中扮演着双重角色。当端粒缩短到临界长度时，可引起染色体与基因组的不稳定，从而诱发肿瘤的形成。相反，由于端粒的缩短，又可启动DNA损伤信号，引起细胞衰老，进而抑制肿瘤的发生。肿瘤形成时以端粒序列缩短为主要特征。研究表明，在基因突变和肿瘤形成时，端粒可能表现出缺失、融合和序列缩短等异常，造成遗传物质的不稳，使细胞无限增殖，并导致肿瘤发生。三、 端粒酶与肿瘤线性DNA分子的复制过程中，滞后链的复制是在5端的RNA引物引导下，以冈崎片段的形式合成的。复制完成后，最早出现起始端的RNA引物被降解，势必会在5端留下一段与引物长度相当的缺口。这样就会形成3悬挂而5隐缩的不稳定粘末端。然而在肿瘤细胞中则存在着
9、特殊的端粒酶，端粒酶是一种核糖蛋白复合体，由RNA单链和结合的蛋白成分共同构成，能以自身RNA为模板合成端粒的DNA重复序列，以补偿因“末端复制问题”而致的端粒片段的丢失，为一种逆转录酶。细胞永生化指体外培养细胞自发或受外界因素影响从增殖衰老危机中逃离，从而具有无限增殖能力的过程。细胞永生化是肿瘤细胞的重要特征之一。由于“末端复制问题”的存在，细胞不会容易的产生永生化，细胞要获得“永生” ，必须要经过两个限制点的约束，即M 1期和M 2期。随着细胞的不断分裂增殖，端粒程序进行性缩短，当缩短至一定程度时，细胞周期检查点发出周期停止信号，细胞生长被阻止在死亡1期，接着又在某些因子的作用下，如病毒蛋
10、白、癌基因、负性抑癌基因等，细胞越过死亡1期继续分裂增殖，端粒程序继续缩短，这时由于染色体末端失去“帽子”结构而失于稳定，有双着丝粒形成，细胞进入死亡2期，此时端粒酶被一些因子激活，使其以自身RNA为模板，合成端粒DNA维持端粒长度，恢复染色体的稳定结构， 从而使极少数的细胞越过M 2期，使细胞无限增殖下去，进入永生化状态，进而产生肿瘤。四、端粒结合蛋白与肿瘤近年来，人端粒结合蛋白与肿瘤的关系引起了人们的注意。有些人类肿瘤细胞系岁有端粒酶活性，但仍不能阻止端粒的缩短，提示除端粒酶之外，还存在其他维护肿瘤细胞端粒结构和功能的机制。有研究表明，人端粒结合蛋白TRF1、TRF2和Tin2在肿瘤是表达
11、升高的，特别是TRF2，它在肿瘤的表达情况已有不少的报道。在肺癌、膀胱癌和淋巴瘤等许多不同的人类恶性肿瘤TRF2表达是升高的，但在乳腺癌和白血病的表达则有不同的报道。TRF2被认为涉及DNA修复，它的高表达对肿瘤细胞生长和耐药有一定影响。五、 端粒与肿瘤治疗由于成人体细胞无端粒酶活性，而在8590的恶性肿瘤存在有端粒酶活性，因此将端粒酶作为肿瘤诊断的标记物和治疗靶点是合适的。目前，针对端粒酶治疗肿瘤方法包括直接靶向端粒酶成分、端粒和端粒酶调节机制等1. 基因治疗（1） 反义基因治疗主要是以hTERT作为靶点的反义基因治疗（2） 自杀基因治疗将自杀基因导入肿瘤细胞，可将无毒药物前体在肿瘤细胞内代
12、谢为毒性产物，进而杀伤肿瘤细胞。2. 以hTERT为基础的免疫治疗由于正常体细胞内不表达hTERT，因此可将其作为识别靶点进而杀伤肿瘤细胞3. 小分子寡核苷酸治疗作为一种端粒酶抑制剂，如BIBRI532等。4. 以鸟嘌呤四链体为靶点的治疗由于端粒富含鸟嘌呤，因此很容易形成鸟嘌呤四链体。又鸟嘌呤四链体能抑制端粒酶活性和端粒的延长。所以，用一些促进和保护鸟嘌呤四链体的药物可用于抑制肿瘤。如吖啶类化合物BRACO-19.六、个人观点与问题观点，和端粒酶有着类似作用的端粒结合蛋白，尤其是TRF2在很多的肿瘤细胞当中的表达都有明显的升高现象，并且其高表达对肿瘤细胞生长和耐药有一定影响，因此我想新型药物的
13、问世可以更多向端粒结合蛋白靠拢，或许会比以端粒酶为靶向的新药更有意义。1.通过查阅一些文献得知在，在人胚胎时期很多组织都可检测到端粒酶活性，且成人体中中也有着端粒酶活性很高的正常细胞，如生殖细胞等那么这些细胞存在什么样的机制来控制细胞的恶化？2.控制端粒酶表达的基因很大程度上引起了恶性肿瘤，虽然细胞永生与恶性肿瘤并不能完全等同但是却常常是细胞恶性转化过程的第一步，那么细胞永生与恶性肿瘤之间有什么样的相互联系？参考文献：cells肿瘤的细胞和分子生物学端粒肿瘤生物治疗学Telomerase antagonist imetelstat inhibits esophageal cancer cell growth and increases radiation-induced DNA breaks.Genistein induces growth arrest and suppresses telomerase activity in brain tumor cells.G-quadruplexes: targets and tools in anticancer drug design.