同源重組和脱氧核糖核酸

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同源重組和脱氧核糖核酸之间的区别

同源重組 vs. 脱氧核糖核酸

同源重組（英語：Homologous recombination）是遺傳重組的一種類型，指兩股具有相似序列的DNA的重新排列，使遺傳物質發生交換。可發生於自然界中，或應用於人工的分子生物學技術。 真核生物體內的同源重組過程中發生於減數分裂時期，是染色體互換所造成的結果。除此之外，同源重組也能使遭受損害的染色體，得以利用與自身相似，且未受傷害的另一條染色體，來進行DNA修復作用。細菌的同源重組，則發生於細菌進行接合（conjugation）、转导（transduction）或是转化（transformation）的過程中。 許多技術利用同源重組將基因導入生物個體中，形成重組DNA，方法又稱基因標的（gene targeting）。. --氧核醣核酸（deoxyribonucleic acid，縮寫：DNA）又稱--氧核醣核酸，是一種生物大分子，可組成遺傳指令，引導生物發育與生命機能運作。主要功能是資訊儲存，可比喻為「藍圖」或「配方」。其中包含的指令，是建構細胞內其他的化合物，如蛋白質與核醣核酸所需。帶有蛋白質編碼的DNA片段稱為基因。其他的DNA序列，有些直接以本身構造發揮作用，有些則參與調控遺傳訊息的表現。 DNA是一種長鏈聚合物，組成單位稱為核苷酸，而糖類與磷酸藉由酯鍵相連，組成其長鏈骨架。每個糖單位都與四種鹼基裡的其中一種相接，這些鹼基沿著DNA長鏈所排列而成的序列，可組成遺傳密碼，是蛋白質氨基酸序列合成的依據。讀取密碼的過程稱為轉錄，是根據DNA序列複製出一段稱為RNA的核酸分子。多數RNA帶有合成蛋白質的訊息，另有一些本身就擁有特殊功能，例如核糖體RNA、小核RNA與小干擾RNA。 在細胞內，DNA能組織成染色體結構，整組染色體則統稱為基因組。染色體在細胞分裂之前會先行複製，此過程稱為DNA複製。對真核生物，如動物、植物及真菌而言，染色體是存放於細胞核內；對於原核生物而言，如細菌，則是存放在細胞質中的拟核裡。染色體上的染色質蛋白，如組織蛋白，能夠將DNA組織並壓縮，以幫助DNA與其他蛋白質進行交互作用，進而調節基因的轉錄。.

分子生物学

分子生物学（Molecular biology）是对生物在分子層次上的研究。这是一门生物学和化学之间跨学科的研究，其研究领域涵盖了遗传学、生物化学和生物物理学等学科。分子生物学主要致力于对细胞中不同系统之间相互作用的理解，包括DNA，RNA和蛋白质生物合成之间的关系以及了解它们之间的相互作用是如何被调控的。.

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减数分裂

減數分裂（meiosis）是一種特殊的細胞分裂方式，會使得染色體的數目減半，製造出單倍體細胞，每條染色體源自於其親代細胞 。這個過程會發生在所有以有性生殖進行繁殖的單細胞或多細胞真核生物體內，包括動物、植物、以及真菌Bernstein H, Bernstein C, Michod RE (2011).

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真核生物

真核生物（学名：Eukaryota）是其细胞具有细胞核的单细胞生物和多细胞生物的总称，它包括所有动物、植物、真菌和其他具有由膜包裹着的复杂亚细胞结构的生物。 真核生物与原核生物的根本性区别是前者的细胞内含有细胞核，因此以真核来命名这一类细胞。许多真核细胞中还含有其它细胞器，如粒線體、叶绿体、高尔基体等。 由于具有细胞核，因此真核细胞的细胞分裂过程与没有细胞核的原核生物也大不相同。 真核生物在进化上是单源性的，都属于三域系统中的真核生物域，另外两个域为同属于原核生物的细菌和古菌。但由于真核生物与古菌在一些生化性质和基因相关性上具有一定相似性，因此有时也将这两者共同归于新壁總域演化支。 科學家相信，從基因證據來看，真核生物是細菌與古菌的基因融合體，它是某種古菌與細菌共生，異種結合的產物。.

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DNA修復

DNA修复是细胞中经常运行的一种进程。它使基因组免受损伤和突变，因此对细胞的生存是很重要的。在人的细胞中，一般的代谢活动和环境因素（如紫外线和放射線）都能造成DNA损伤，导致每个细胞每天多达1,000,000处的分子损害。这些损害给DNA分子造成结构上的破坏，由此可大大的改变细胞阅读信息和基因编码的方式，其餘的損害引發在細胞基因體中的潛在有害突變，進而影響子細胞在進行有絲分裂後的存活。因此，DNA修复必须经常运作，以快速地改正DNA结构上的任何错误之处。當正常修復程序失效與細胞凋亡沒有發生，則不可回復的DNA損傷可能會發生，包含了雙股斷裂與DNA與DNA交互連結。 DNA修復的速度與許多因素有關，如細胞類型、細胞老化以及外在環境等。然而當細胞累積大量的DNA損傷老化時，DNA修复的速度下降，直至赶不上正在进行的DNA损伤的速度。这时，细胞可能遭受以下三种命运之一：.

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遺傳重組

遺傳學上的重組是指DNA片段斷裂並且轉移位置的現象，也稱為遺傳重組或是基因重組。发生在减数分裂时非姐妹染色单体上的基因结合。 對原核生物（例如細菌）來說，個體之間可以透過交接，或是經由病毒（例如噬菌體）的傳送，來交換彼此的基因，並且利用基因重組將這些基因組合到本身原有的遺傳物質中。 對於較複雜的生物來說，重組通常是因為同源染色體配對時發生互換，使得同源染色體上的基因在遺傳到子代時，經常有不完全的連鎖。由於重組現象的存在，科學家可以利用重組率來定出基因之間的相對位置，描繪出基因圖譜。.

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重組DNA

重組DNA是一种人工合成的脱氧核糖核酸。它是把一般不同时出现的DNA序列组合到一起而产生的。从遺傳工程的观点来看重組DNA是把相关的DNA添加到已有生物的基因組中，比如细菌的质粒中，其目的是为了改变或者添加特别是的特性，比如免疫。重組DNA与遺傳重組不是一回事。它不是重组细胞内或者染色体上已经存在的基因组，而完全是通过外部工程达到的。重组蛋白质是从重組DNA合成出来的蛋白质。 重組DNA技术是1973年由斯坦利·诺曼·科恩和赫伯特·玻意尔设计的。1974年他们发表了他们的设计。在这篇论文中他们描述了分离和放大基因或者DNA片段，然后精确地把它们插入其它细胞中，由此制造出转基因细菌。沃納·亞伯、丹尼爾·那森斯和漢彌爾頓·史密斯发明了限制酶才使得重組DNA技术可行，为此他们获得了1978年诺贝尔医学奖。.

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染色体

-- 染色體（chromosome）是真核生物特有的構造，主要由雙股螺旋的脱氧核糖核酸和5种被称为组蛋白的蛋白质构成，是基因的主要載體。染色体是细胞内具有遗传性质的遗传物质深度压缩形成的聚合体，易被碱性染料染成深色，所以叫染色体（由染色质组成）。染色质和染色体是同一物质在细胞分裂间期和分裂期的不同形态表现。染色体出现于分裂期。染色质出现于间期，呈丝状。其本质都是脱氧核糖核酸（DNA）和蛋白质的组合（即核蛋白组成的），不均匀地分布于细胞核中 ，是遗传信息（基因）的主要载体，但不是唯一载体（如细胞质内的線粒体）。.

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染色體互換

染色體互換（Chromosomal crossover）也稱互換，又譯染色體交換。是指兩條染色體在減數分裂第一前期進行配對時，部分的DNA發生交換。互換通常是某一染色體的一部分斷裂，並接到另一條染色體上。此過程所造成的結果，稱為遺傳重組。 最早描述並提出互換理論的科學家是托马斯·亨特·摩根，而最早確認互換物理基礎的人，則是巴巴拉·麥克林托克等人。.

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