端粒是保护DNA链末端不被细胞破坏的 "帽子"。它们是由重复的DNA序列区域和染色体末端的特定蛋白质组成的；染色体是细胞内DNA和蛋白质的紧密缠绕结构。端粒在细胞衰老的速度方面起着作用，尽管具体如何作用还不完全清楚。
没有圆形染色体的生物体&mdash；包括人类、其他动物、植物甚至单细胞的原生生物&mdash；都有端粒。端粒起着屏障的作用，防止DNA被降解和破坏 。
如果我们的细胞没有端粒，细胞机械 "就会咬掉染色体的末端，并进入基本基因"，加利福尼亚州索尔克生物研究所教授、索尔克研究所格伦衰老生物学研究中心主任扬-卡尔塞德（在新标签中打开）说。细胞也可能将一条染色体的末端连接到另一条染色体的末端，他说这对一个细胞来说是 "灾难性的事件"。
"由于我们的染色体是线性的DNA片段，一种叫做端粒的结构已经进化出来，它可以保护染色体的自然末端不被识别为DNA损伤，"卡尔塞德告诉《生活科学》。
每次细胞分裂时，端粒中重复序列的某些部分就会丢失。当端粒变得太短而无法有效运作时，细胞要么死亡，要么停止分裂。因此，由于大多数细胞不能再生它们的端粒，它们随着人们的年龄增长而变得越来越短。端粒缩短的速度也与衰老的速度有关。
端粒的功能是什么？
在人类和所有脊椎动物中，端粒重复核苷酸序列TTAGGG &mdash；两个胸腺嘧啶，一个腺嘌呤和三个鸟嘌呤分子。核苷酸是构成DNA序列的分子。在人类中，这种序列可以重复多达约3000次，但不同物种的重复次数是不同的。在端粒的末端，有一种叫做T型环的 "结"，它由一种叫做庇护素复合物的特定蛋白质结构维持。T型环和庇护素使细胞更难破坏染色体末端的DNA，而重复的序列提供了细胞可以破坏的遗传密码层，而不干扰它需要运作的DNA。
在大多数细胞中，随着时间的推移，端粒会变得越来越短，因为细胞会破坏其更多的遗传密码。然而，一些细胞，例如干细胞（产生身体的许多类型的特殊细胞）和生殖细胞（形成鸡蛋和精子）可以使用一种叫做端粒酶的酶来再生它们的端粒。一些研究表明，可能有办法在其他类型的细胞中稍微增加端粒长度。
端粒与衰老<
大多数细胞不能再生它们的端粒，导致它们在一个细胞和一个有机体的生命周期中变得越来越短。"卡尔塞德说："端粒的缩短通过限制细胞可以进行的种群加倍或增殖的数量，真正为我们的细胞设定了一个寿命。
自从生物学家伊丽莎白-布莱克本（Elizabeth Blackburn）获得诺贝尔奖的工作（在新标签中打开）揭示了端粒的性质和端粒酶的存在，许多研究都支持生物年龄、端粒长度、整体健康和死亡率之间的联系。
2003年《柳叶刀》杂志上的一项研究（在新标签中打开）发现，在研究人员长期跟踪的60岁以上明显健康的人的样本中，端粒较短的人因心脏病和传染病的死亡率都较高。2013年，第一个此类研究（在新标签中打开）发现，在一小群患有低风险前列腺癌的男性中，运动、饮食、压力管理和社会支持等生活方式的改变与端粒长度的增加有关。2022年的一篇评论（在新标签中打开）发现，定期进行中度至剧烈的体育活动似乎有助于保持端粒长度。在各种生物体中，端粒缩短的速度已经与寿命联系在一起。美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）2019年的一项研究（在新标签中打开）发现，虽然对生物体端粒长度的一般测量与寿命没有任何关联，但生物体的端粒长度下降得越快，其寿命就越短。
"衰老的确切原因仍然不为人所知，而且不清楚为什么有些物种的寿命不到1[天]，而其他物种的寿命可以超过400[年]，"该研究引人注目的开头写道。端粒可以帮助揭开这个长期存在的谜团。
GeroScience》杂志2021年的一项研究（在新标签中打开）认为，端粒长度的后果可能会影响一个人看起来有多老。研究人员检查了英国生物库中超过40万名参与者的调查结果，这是一个生活在英国的人的健康信息大数据库。他们发现，具有较长端粒长度的遗传预测因素的人更有可能说，人们往往认为他们看起来比自己的年龄要年轻 。
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端粒与癌症<
端粒与健康联系的一个主要方式是通过癌症风险。当端粒变得非常短时，在细胞分裂过程中复制的DNA更有可能被破坏，这可能会增加癌症风险。
端粒故障导致癌症的另一种方式是如果端粒酶在不应该活跃的细胞中变得活跃。
"几乎每一个癌细胞都找到了维持端粒和克服端粒缩短途径的机制，"Karlseder说。"而这正是让癌细胞保持不死的原因。" 。
身体试图通过阻止端粒过短的细胞分裂来阻挡癌症，这被称为衰老。
卡尔塞德与索尔克研究所的一个研究小组一起完成了一项研究，该研究于2023年发表在《自然》杂志上（在新标签中打开），显示了端粒如何能够触发细胞死亡。它们与细胞的线粒体（它的能量提供者）交谈，在危机期间引起致命的炎症，即启动程序化的细胞死亡以应对极短的端粒。这个过程揭示了端粒是如何帮助防止细胞变成癌症的。
尽管一些研究（在新标签中打开）表明，保护甚至再生端粒可以延长寿命，但卡尔塞德说，导致癌症的风险使这一点变得棘手。
他说："我们知道这将导致癌症，而不一定能延长寿命。
他说，研究人员不应试图延长寿命和逆转衰老，而应更注重延长 "健康期"—在健康状态下度过的时间 。
衰老过程的目的之一“确实是为了防止癌症的发生，"Karlseder说。"我们应该欢迎衰老成为一种癌症抑制机制"。
