脱氧核糖核酸和遺傳重組

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脱氧核糖核酸和遺傳重組之间的区别

脱氧核糖核酸 vs. 遺傳重組

--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。. 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。.

原核生物

原核生物（英文：prokaryote）是通常由單一原核细胞形成的生物。相对于真核细胞，原核细胞一般没有细胞内膜、没有核膜包裹的成型细胞核，细胞内无染色体，DNA链未螺旋化，並以游離的形成存在於細胞質中，细胞质内也无任何有膜的细胞器（如粒線體或葉綠體）。有些分類學者將原核生物歸於原核生物域（Prokaryota），但現行的三域系統不採此說，而是將古菌域和細菌域的生物視為原核生物，原核生物本身不作為生物分類的層級。 大部分原核生物为单细胞生物。根据《伯杰氏细菌鉴定手册》，原核生物分为四大类，“有细胞壁的革兰氏阴性真细菌”，“有细胞壁的革兰氏阳性真细菌”，“无细胞壁的真细菌”，“古细菌”。环境中常见的原核生物有细菌、放线菌、古细菌、螺旋体、衣原体、支原体、立克次氏体和蓝细菌等光合性细菌。 Prokaryota亦拼寫為"procaryotes-ß"Campbell, N. "Biology:Concepts & Connections".

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噬菌体

噬菌体（bacteriophage）是病毒的一種，其特別之處是專以細菌為宿主，較為熟知的噬菌體是以大腸桿菌為寄主的T2噬菌體。 跟別的病毒一樣，噬菌體只是一團由蛋白質外殼包裹的遺傳物質，大部分噬菌體還長有「尾巴」，用來將遺傳物質注入宿主體內。超過95%已知的噬菌體以雙螺旋結構的DNA為遺傳物質，長度由5,000個碱基对到5,000,000個碱基对不等；餘下的5%以RNA為遺傳物質。正是通過對噬菌體的研究，科學家證實基因以DNA為載體。（见赫希-蔡斯实验）整個噬菌體的長度由20納米到200納米不等。它們的基因組可含有少至四個、多至數百個基因。在注射其基因組進入細胞質後，噬菌體在細菌內複製。噬菌體是在生物圈中最常見的和多樣化的實體。 噬菌體是一種普遍存在的生物體，而且經常都伴隨着細菌。通常在一些充滿細菌群落的地方，如：泥土、動物的內臟裡，都可以找到噬菌體的蹤影。目前世上蘊含最豐富噬菌體的地方就是海水。在海平面，平均每毫升的海水即含有9×108個病毒粒子（virions），並使海水中70%的細菌受到噬菌體的感染。 噬菌体的命名是由希腊语词汇“吞噬”（φαγεῖν）的首字母Φ開始，然後加上一組序號。 在蘇聯、中歐和法國，噬菌體都曾用作抗生素的替代品，作為醫療用品的時間超過90年。英国广播公司 地平线系列（1997年）：The Virus that Cures，一部关于噬菌体药物的纪录片。噬菌體治療已經被更多國家的醫師接受，它們被看作是對於許多細菌的菌株可能的治療。.

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细菌

細菌（学名：Bacteria）是生物的主要類群之一，屬於細菌域。也是所有生物中數量最多的一類，據估計，其總數約有5×1030個。細菌的個體非常小，目前已知最小的細菌只有0.2微米長，因此大多--能在顯微鏡下看到它們；而世界上最大的細菌可以用肉眼直接看見，有0.2-0.6毫米大，是一種叫納米比亞嗜硫珠菌的細菌。細菌一般是單細胞，細胞結構簡單，缺乏細胞核以及膜狀胞器，例如粒線體和葉綠體。基於這些特徵，細菌屬於原核生物。原核生物中還有另一類生物稱做古細菌，是科學家依據演化關係而另闢的類別。為了區別，本類生物也被稱做真細菌（Eubacteria）。古細菌與真細菌在生活環境、營養方式以及遺傳上有所不同。細菌的形狀相當多樣，主要有球狀、桿狀，以及螺旋狀。 細菌廣泛分佈於土壤和水中，或著與其他生物共生。人體身上也帶有相當多的細菌。據估計，人體內及表皮上的細菌細胞總數約是人體細胞總數的十倍。此外，也有部分種類分布在極端的環境中，例如溫泉，甚至是放射性廢棄物中，它們被歸類為嗜極生物，其中最著名的種類之一是海棲熱袍菌，科學家是在意大利的一座海底火山中發現這種細菌的。甚至在太空梭上也能生長。然而，細菌種類是如此多，科學家研究過並命名的種類只佔其中的小部份。細菌域下所有門中，只有約一半能在實驗室培養的種類。 細菌的營養方式有自养及异养，其中异养的腐生細菌是生态系统中重要的分解者，使碳循環能順利進行。部分細菌會進行固氮作用，使氮元素得以轉換為生物能利用的形式。細菌也對人類活動有很大的影響。一方面，細菌是許多疾病的病原體，包括肺結核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、砂眼等疾病都是由細菌所引發。然而，人類也時常利用細菌，例如乳酪及酸奶和酒釀的製作、部分抗生素的製造、廢水的處理等，都與細菌有關。在生物科技領域中，細菌有也著廣泛的運用。 總的來說，這世界上約有5×1030 隻細菌。其生物量遠大於世界上所有動植物體內細胞數量的總和。細菌還在營養素循環上扮演相當重要的角色，像是微生物造成的腐敗作用，就與氮循環相關。而在海底火山和在冷泉中，細菌則是靠硫化氫和甲烷來產生能量。2013年3月17日，研究者在深約11公里的馬里亞納海溝中發現了細菌。其他研究則指出，在美國西北邊離岸2600米的海床下580米深處，仍有許多的微生物根據這些研究人員的說法：「你可以在任何地方找到他們，他們的適應力遠比你想像的還要強，可以在任何地方存活。.

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病毒

病毒（virus，中文舊稱“濾過性病毒”）是由一个核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的非细胞形态，靠寄生生活的介於生命体及非生命體之間的有機物種，它既不是生物亦不是非生物，目前不把它歸於五界（原核生物、原生生物、真菌、植物和動物）之中。它是由一个保护性外壳包裹的一段DNA或者RNA，藉由感染的機制，这些简单的有機体可以利用宿主的细胞系统进行自我复制，但无法独立生长和复制。病毒可以感染几乎所有具有细胞结构的生命体。第一个已知的病毒是烟草花叶病毒，由马丁乌斯·贝杰林克于1899年发现并命名，迄今已有超过5000种类型的病毒得到鉴定。研究病毒的科学称为病毒学，是微生物学的一个分支。 病毒由两到三个成份组成：病毒都含有遺傳物質（RNA或DNA，只由蛋白质组成的朊毒體并不属于病毒）；所有的病毒也都有由蛋白质形成的衣壳，用来包裹和保护其中的遗传物质；此外，部分病毒在到达细胞表面时能够形成脂质包膜环绕在外。病毒的形态各异，从简单的螺旋形和正二十面體形到複合型结构。病毒颗粒大约是细菌大小的百分之一。Collier pp.

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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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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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