摘要：端粒是染色体末端一段特殊的“帽状”结构，是DNA与蛋白质的复合体，与细胞的生长分裂有密切联系，保护着染色体的末端。端粒酶作为一种核糖核蛋白，其作用是增加端粒重复序列，从而赋予细胞永生性。端粒和端粒酶与细胞的癌变有极大的关联，近年来单分子技术的发展相当迅速，单分子技术在许多学科领域具有非常重要的意义，已被用于端粒与端粒酶的研究。基于单分子荧光技术的端粒传感器能快速有效地检测细胞是否发生癌变，这对人类医学发展具有极其重要的意义。本文主要构建了一个基于单分子荧光共振能量转移技术的可用于DNA检测的端粒传感器。50560
毕业论文关键词：单分子荧光技术；荧光共振能量转移；G-四联体；端粒传感器
Study on Telomere Sensor by Single-molecule Fluorescence Technology
Abstract：Telomere is a section of repetitive nucleotide sequences at the end of a chromatid, which protects the end of the chromosome from fusion or from deterioration with neighbouring chromosomes. Telomerase is a ribonucleoprotein  that is an enzyme that synthetises DNA sequence repeats and immortalizes cells. Telomeres and telomerase are of great relevance with cancer cells. The development of single-molecule techniques is fairly quickly in recent years, which is very significant in many fields and has been used in the study of telomeres and telomerase. Fluorescence analysis is the primary means of single molecule detection, which breaks the limitations of traditional methods in the detection of telomeres and telomerase. Telomeres sensor based on single-molecule fluorescence techniques can detect cancerous cells quickly and efficiently, which is extremely important for the development of clinical medicine. In this paper, a telomere sensor based on single-molecule fluorescence resonance energy transfer was built for DNA detection.
Keywords：single-molecule fluorescence techniques；fluorescence resonance energy transfer；G-quadruplex；telomere bio-sensor
前言
端粒是真核生物细胞中染色体末端的一种特殊结构，由DNA高度重复序列和特异性结合蛋白组成，其结构为“帽子”状，可有效防止染色体末端降解或融合，从而文持了基因的完整和染色体的稳定，并控制细胞的分裂周期。20世纪70年代Olovnikov提出了端粒学说[1]，对端粒在细胞中的作用机制做出了大胆假设，认为由于普通的DNA聚合酶无法复制线性双链DNA的末端（末端复制问题），因此端粒会随着细胞的不断分裂而逐渐缩短，一旦端粒缩短到临界长度后，染色体的复制和增殖会导致编码区丢失，染色体就会发生融合现象或着是被降解，而细胞会丧失复制能力，逐渐表现出衰老、凋亡、死亡等状况[2]。因此，在保持基因的完整性、防止细胞的衰老等方面端粒起着举足轻重的作用。
端粒酶是一种逆转录酶，能催化合成端粒序列，文持端粒长度。在85%正常体细胞中，端粒酶的活性是不表现出来的，端粒的长度会逐渐变短。然而在分裂旺盛或需要保持分裂能力的细胞中，当端粒缩短至临界长度时，端粒酶被激活，它会在端粒末端添加端粒片段，保证端粒长度的稳定，文持细胞的分裂能力，如生殖细胞、干细胞和大多数癌细胞，特别是在癌细胞中，端粒酶的异常激活使得癌细胞获得了不断增殖和永生的能力。因此，对端粒和端粒酶功能、结构及作用机理的研究在癌症诊断方面具有极其重大的意义。检测端粒、端粒酶的常用方法有端粒重复序列扩增（TRAP）法、直接引物延伸法两类[3]。端粒重复序列扩增法是非线性的研究方法，不能进行定量研究，而且受到聚合酶链式反应（PCR）产物的干扰。直接引物延伸法虽然稳定性好，但是灵敏度较低、所需样品量大、检测时需要用到放射性物质，存在安全隐患。此外，这两种方法还都需要用到电泳分离，具有耗时长、过程复杂、操作不方便等缺点。因此，开发更精确、便捷、时效的分析方法具有重大的科研及应用价值。目前，单分子荧光技术[4-5]等更加灵敏快捷的分析检测方法已经被用于端粒及端粒酶的研究，可在单分子水平上直接检测端粒、端粒酶。 使用单分子荧光技术研究端粒传感器:http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_38888.html