今年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了3名美國(guó)科學(xué)家，以表彰他們“發(fā)現(xiàn)端粒

和端粒酶是如何保護(hù)染色體的”，讓一般公眾第一次聽(tīng)說(shuō)“端粒”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。

這幾天在網(wǎng)上搜索這個(gè)名詞解釋的人想必不少。雖然曾經(jīng)有一位知名時(shí)評(píng)家

教育我們，現(xiàn)而今維基百科完全可以替代科普文章季統(tǒng)在抗斷酸介了，但是還是有資深科技記者

抱怨說(shuō)，看了半天維基百科有關(guān)端粒的解釋也沒(méi)看懂。如果沒(méi)有相應(yīng)的生物學(xué)知

識(shí)，的確是不容易看懂的。于是國(guó)內(nèi)報(bào)道紛紛以訛傳訛說(shuō)端粒酶“這來(lái)自種染色體的

自然脫落物將360問(wèn)答引發(fā)衰老和癌癥”云云。

端粒酶并不是什么“染色體的自然脫落物”，三位獲獎(jiǎng)科學(xué)家的研究當(dāng)初也

不是抱著揭開(kāi)人類(lèi)衰老和癌癥凱何束來(lái)歡讓論主住之謎這么實(shí)際的動(dòng)機(jī)，而是想要解決遺傳學(xué)上的一

個(gè)難題，它涉及到細(xì)胞中的遺傳信息是怎么被完整地復(fù)制下去的。

每個(gè)細(xì)胞中都有形行全外覺(jué)國(guó)并一整套遺傳信息，它們是用一類(lèi)叫穿松配劃吸件混國(guó)做核苷酸的化學(xué)物質(zhì)來(lái)編

寫(xiě)的。這樣的核苷酸共方有四種，分別簡(jiǎn)稱(chēng)A、T、G、C，這就是編寫(xiě)遺傳信息的

“字母”，它們的排列組合就是遺傳信息的編碼。許許多多“字母”一個(gè)挨一個(gè)

互相連接，組成一條長(zhǎng)長(zhǎng)的鏈條，也就是我們經(jīng)常聽(tīng)到的遺傳物質(zhì)DNA。

每個(gè)DNA分子實(shí)際上是兩條乎看沒(méi)鏈條絞在了一起。這兩條鏈條并不是隨隨便便放一

塊的，而是按照A配T，G配C的方式一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，也就是說(shuō)筆讓優(yōu)星故侵，如果一條鏈上的某

個(gè)位置是A，那么在另一條鏈上的相應(yīng)位置必然是T。如果已有了一條DNA鏈，就可

以根據(jù)配對(duì)的原則同齊，用零散的“字母”合成另一條鏈，遺傳信息就是這么復(fù)制下

增居村百亂不左后去的。

組成DNA的“字母”是核苷酸。核苷酸的基本結(jié)構(gòu)答包銷(xiāo)裂觀富素象找是一個(gè)5個(gè)碳原子列國(guó)歡文濟(jì)能克景組成的環(huán)，

環(huán)上連著堿基、井磷酸基和羥基。它們各有用處：堿基決定了這個(gè)核苷酸是什么

“字母”，而磷酸基和羥基是連接各個(gè)核苷酸的橋梁。某個(gè)核苷酸的磷酸基和前

面核苷酸的羥基結(jié)合，一個(gè)個(gè)地串起來(lái)形成DNA鏈。這樣，在這條鏈的一端，就

剩下一個(gè)磷酸基沒(méi)有結(jié)合，根據(jù)磷酸基在碳環(huán)上的位置，我們把它叫做5’端；而在

鏈的另一端，則剩下一個(gè)羥基沒(méi)有結(jié)合，我們把它叫做3’端。如果一條DNA鏈的

走向是5’端到3’端，那么和它配對(duì)的另一條鏈的走向就是3’端到5’端。

細(xì)胞分裂的時(shí)候，一分為二變成兩個(gè)子細(xì)胞，原來(lái)的遺傳信息也要復(fù)制一分

傳給子細(xì)胞。這時(shí)，原先結(jié)合在一起的兩條DNA鏈在中間分開(kāi)，一邊分開(kāi)，一邊各

以其中的一條舊鏈做為模板，按配對(duì)的原則合成新的DNA鏈，組成兩個(gè)DNA分子。

這個(gè)過(guò)程需要一種合父抗叫做聚合酶的蛋白質(zhì)來(lái)完成。聚合酶只能合成5′-3’方向的DNA，

而且前面必須已先有DNA或RNA（和肉太經(jīng)批士嗎DNA類(lèi)似但不完全相同的物質(zhì)）做為引物才能開(kāi)

始合觀者成。問(wèn)題就來(lái)了。其中一條舊鏈的絲嗎按東起點(diǎn)是3’，聚合酶用它做為模板合成一條

5′-3’的新鏈，可以一直合成下去。但是另一條舊鏈的起點(diǎn)是5’，聚合酶沒(méi)法用

它做模板合成3′-5’方向的DNA。

怎么辦呢？細(xì)胞解決這個(gè)問(wèn)題的辦嗎孔法是在這條舊鏈的起點(diǎn)前面的某個(gè)地方

放一小段RNA做為引物，聚合酶就從這個(gè)引物開(kāi)始合成一小段5′-3’的DNA，一直

合成到復(fù)制起點(diǎn)。然后在前面再放一段RNA引物，再合成一小段DNA……最后就出

現(xiàn)了許多小段的DNA，被許多RNA引物分隔開(kāi)。然后，這些RNA引物被清除掉，由

另一種聚合酶填補(bǔ)上DNA，這樣就形成了一條完整的DNA新鏈了。

這條DNA新鏈真的就完整了嗎？并沒(méi)有。聚合酶在填補(bǔ)引物留下的空缺時(shí)，前

面必須已有DNA在那里，它才能往上填。對(duì)那些在中間的空缺，這沒(méi)有問(wèn)題。但是

在最末端的那段空缺，前面沒(méi)有DNA，它就填不了了。這樣，DNA每復(fù)制一次，末

端就會(huì)丟失一截。

人體細(xì)胞的遺傳信息分布在46條染色體上，一條染色體就是一條DNA雙鏈。

細(xì)胞每分裂一次，染色體也復(fù)制一次，染色體末端就要丟失一截，相當(dāng)于遺傳

信息少了一小段文字。遺傳信息的復(fù)制必須非常忠實(shí)，有時(shí)改變一個(gè)字母都會(huì)引起

突變導(dǎo)致大麻煩，何況每復(fù)制一次少一段文字呢？

所以細(xì)胞必定有某種辦法來(lái)保護(hù)染色體末端的信息不丟失。這個(gè)巧妙的辦法

就是今年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者發(fā)現(xiàn)的：在染色體末端有一長(zhǎng)串不帶遺傳信息的DNA，

叫做端粒。這樣染色體每次復(fù)制時(shí)丟失的是一小段端粒，不會(huì)影響到染色體攜帶的

遺傳信息的完整性。

但是染色體每復(fù)制一次端粒就短一截，復(fù)制幾十次后端粒就沒(méi)了，這時(shí)如果

繼續(xù)復(fù)制下去，遺傳信息就要開(kāi)始丟失了，細(xì)胞就會(huì)病變、死亡。所以一般細(xì)胞只

能分裂幾十次就衰老、死亡，不能無(wú)限分裂下去。有一個(gè)學(xué)說(shuō)認(rèn)為細(xì)胞分裂次數(shù)有

限就是衰老的原因，而這是由于端粒越來(lái)越短導(dǎo)致的。

如果有辦法修復(fù)端粒，是不是就能永葆青春了呢？今年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者的

另一個(gè)發(fā)現(xiàn)是，在細(xì)胞中有一種叫端粒酶的蛋白質(zhì)，能修復(fù)端粒。但是在一般的細(xì)

胞中端粒酶的活性非常低，起不到什么作用。不過(guò)有一類(lèi)細(xì)胞的端粒酶活性倒是非

常強(qiáng)，因此它們可以無(wú)限地分裂下去，長(zhǎng)生不老，那就是——癌細(xì)胞！

所以如果我們想要長(zhǎng)生不老而去增強(qiáng)端粒酶的活性，反而可能搞得到處長(zhǎng)癌。

不過(guò)，我們可以根據(jù)癌細(xì)胞的這個(gè)特點(diǎn)，研制出針對(duì)端粒酶的疫苗，就有可能用來(lái)

預(yù)防、治療癌癥?，F(xiàn)在就有一些這類(lèi)藥物在進(jìn)行臨床研究。這是當(dāng)初意料不到的。

對(duì)端粒的研究，本來(lái)只是科學(xué)家們出于好奇，要解決遺傳學(xué)的一個(gè)難題而已。