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公司新闻/正文
基因研究的发展
376 人阅读发布时间：2016-03-22 15:11
1、基因的基本概念
DNA是基因的载体，但并非每段DNA序列都是基因，只有其中某一特定的多核苷酸区段才是基因的编码区。一种基因对应一种酶。基因依其功能的差别可分成结构基因、调节基因和操纵基因三大类。参加细胞酶催化反应或结构功能所需要的蛋白质的编码基因，叫做结构基因(structural gene)；编码用以控制其他基因表达的RNA或蛋白质产物的基因叫做调节基因(regulator gene)；而操纵基因(operator gene)则是指接受来自调节基因合成的调节蛋白的作用，使结构基因转录活性得以抑制的特定的DNA区段，因此有时操纵基因也叫做控制单元(control element)。生活的细胞，通过这些基因的密切协作才能表现出和谐的生命功能，使生物能够很好地适应环境的变化，并在不同的环境条件下表现出突出的特性。
2、基因的现代概念
随着分子生物学和分子遗传学的不断进步，特别是由于发展出了诸如DNA分子克隆技术和核苷酸序列分析方法，以及核酸分子杂交技术等现代生物序实验手段，使我们能够从分子水平上研究基因的结构与功能，发现了“移动基因”、“断裂基因”、“重叠基因”、“假基因”等有关基因的新概念。
(1)移动基因
移动基因(movable genes)又叫转位基因(transposable elements)。由于它可以在染色体基因组上移动，甚至在不同染色体间跳迁，所以有时也被形象地称为跳跃基因。移动基因最早由美国科学家在20世纪40年代晚期发现，当时叫做“控制因子”。之后，在20世纪60年代末，有学者在研究大肠杆菌高效突变时发现，这种突变是由一种DNA大片段的插入作用造成的，称这种DNA片段为插入序列(insertlon sequences，IS)。插人序列，现在一般叫做IS因子，其长度为数百个核苷酸对到数千个核苷酸对之间，相当于l～2个基因的编码量。IS因子的一个共同特征是，在它们的末端都具有一段逆向重复序列。IS因子能够四处活动，几乎可以插人到大肠杆菌染色体的各个位置上，可以可以插入到质粒和某些噬菌体基因组上，甚至可以插人到同一基因内的不同位点上。而且这种插入作用可以是双向进行，即既可以正向整合到基因组上，也可以反向整合到基因组上。Is因子的这种移动方式称为转位作用。
自发现IS因子后，在很多种细菌中又相继发现另一类移动基因，即转位子。它是由几个基因组成的特定的DNA片段，而且往往带有抗生素抗性基因，所以易于鉴定。它是存在于染色体或质粒DNA上可自主复制和移位的基本单位。含两个反向重复序列、一个转座酶基因和其他功能基因(如抗性基因，降解酶基因等)。转座过程必须在转座酶(Transposase)催化下进行。转座会引起插入区域DNA序列的重排或缺失，由此引起插入突变。
一些转座子携带有可以降解氯苯化合物的功能基因。如在P5l上发现携带编码氯苯双加氧酶基因的转座子Tn5280。这样的功能基因往往和编码转位酶的基因序列相关联。
(2)断裂基因
过去人们一直认为基因的遗传密码子是连续不断地并列在一起，形成一条没有间隔的完整的基因实体。通过对真核基因结构的分析发现，在它们的核苷酸序列中间插入有与氨基酸编码无关的DNA间隔区，使一个基因分割成不连续的若干区段。不连续的断裂基因的表达程序是，先转录成初级转录物一核RNA，即前提mRNA，然后，经过切割和连接，除去无关的DNA间隔序列的转录物，便形成了成熟的mRNA分子。它从细胞核中运输到细胞质，在转译成相应的多肽链。此种在mRNA成熟加工过程中其转录物被剪除掉的DNA部分，叫做间隔序列或间隔子被保留下来的DNA部分叫做编码序列或表达子。而这种间隔子的删除和表达字的连接形成最后成熟的mRNA的过程，则称为RNA剪辑。
(3)重叠基因
重叠基因是在基因结构与功能研究上的又一重大发现。它修正了关于各个基因的多核苷酸链是彼此分立、互不重叠的传统观念。但是，它是否具有普遍意义，特别是在真核生物中是否也存在着重叠基因，这些尚待进一步研究。
(4)假基因
研究者们格局对哺乳动物蛋白基因簇各种片段的核苷酸序列分析发现，除了正常的功能基因之外，还有功能是祸的特殊序列片段。它们的核苷酸序列同相应的正常珠蛋白基因相比绝大部分是同源的，但由于存在着许多突变而阻碍了自身的表达。我们称这一类畸变的核苷酸序列片段为假基因。
DNA是基因的载体，但并非每段DNA序列都是基因，只有其中某一特定的多核苷酸区段才是基因的编码区。一种基因对应一种酶。基因依其功能的差别可分成结构基因、调节基因和操纵基因三大类。参加细胞酶催化反应或结构功能所需要的蛋白质的编码基因，叫做结构基因(structural gene)；编码用以控制其他基因表达的RNA或蛋白质产物的基因叫做调节基因(regulator gene)；而操纵基因(operator gene)则是指接受来自调节基因合成的调节蛋白的作用，使结构基因转录活性得以抑制的特定的DNA区段，因此有时操纵基因也叫做控制单元(control element)。生活的细胞，通过这些基因的密切协作才能表现出和谐的生命功能，使生物能够很好地适应环境的变化，并在不同的环境条件下表现出突出的特性。
2、基因的现代概念
随着分子生物学和分子遗传学的不断进步，特别是由于发展出了诸如DNA分子克隆技术和核苷酸序列分析方法，以及核酸分子杂交技术等现代生物序实验手段，使我们能够从分子水平上研究基因的结构与功能，发现了“移动基因”、“断裂基因”、“重叠基因”、“假基因”等有关基因的新概念。
(1)移动基因
移动基因(movable genes)又叫转位基因(transposable elements)。由于它可以在染色体基因组上移动，甚至在不同染色体间跳迁，所以有时也被形象地称为跳跃基因。移动基因最早由美国科学家在20世纪40年代晚期发现，当时叫做“控制因子”。之后，在20世纪60年代末，有学者在研究大肠杆菌高效突变时发现，这种突变是由一种DNA大片段的插入作用造成的，称这种DNA片段为插入序列(insertlon sequences，IS)。插人序列，现在一般叫做IS因子，其长度为数百个核苷酸对到数千个核苷酸对之间，相当于l～2个基因的编码量。IS因子的一个共同特征是，在它们的末端都具有一段逆向重复序列。IS因子能够四处活动，几乎可以插人到大肠杆菌染色体的各个位置上，可以可以插入到质粒和某些噬菌体基因组上，甚至可以插人到同一基因内的不同位点上。而且这种插入作用可以是双向进行，即既可以正向整合到基因组上，也可以反向整合到基因组上。Is因子的这种移动方式称为转位作用。
自发现IS因子后，在很多种细菌中又相继发现另一类移动基因，即转位子。它是由几个基因组成的特定的DNA片段，而且往往带有抗生素抗性基因，所以易于鉴定。它是存在于染色体或质粒DNA上可自主复制和移位的基本单位。含两个反向重复序列、一个转座酶基因和其他功能基因(如抗性基因，降解酶基因等)。转座过程必须在转座酶(Transposase)催化下进行。转座会引起插入区域DNA序列的重排或缺失，由此引起插入突变。
一些转座子携带有可以降解氯苯化合物的功能基因。如在P5l上发现携带编码氯苯双加氧酶基因的转座子Tn5280。这样的功能基因往往和编码转位酶的基因序列相关联。
(2)断裂基因
过去人们一直认为基因的遗传密码子是连续不断地并列在一起，形成一条没有间隔的完整的基因实体。通过对真核基因结构的分析发现，在它们的核苷酸序列中间插入有与氨基酸编码无关的DNA间隔区，使一个基因分割成不连续的若干区段。不连续的断裂基因的表达程序是，先转录成初级转录物一核RNA，即前提mRNA，然后，经过切割和连接，除去无关的DNA间隔序列的转录物，便形成了成熟的mRNA分子。它从细胞核中运输到细胞质，在转译成相应的多肽链。此种在mRNA成熟加工过程中其转录物被剪除掉的DNA部分，叫做间隔序列或间隔子被保留下来的DNA部分叫做编码序列或表达子。而这种间隔子的删除和表达字的连接形成最后成熟的mRNA的过程，则称为RNA剪辑。
(3)重叠基因
重叠基因是在基因结构与功能研究上的又一重大发现。它修正了关于各个基因的多核苷酸链是彼此分立、互不重叠的传统观念。但是，它是否具有普遍意义，特别是在真核生物中是否也存在着重叠基因，这些尚待进一步研究。
(4)假基因
研究者们格局对哺乳动物蛋白基因簇各种片段的核苷酸序列分析发现，除了正常的功能基因之外，还有功能是祸的特殊序列片段。它们的核苷酸序列同相应的正常珠蛋白基因相比绝大部分是同源的，但由于存在着许多突变而阻碍了自身的表达。我们称这一类畸变的核苷酸序列片段为假基因。
来源：北纳细胞网www.bncc.org.cn