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基因重複

指数 基因重複

基因重複或稱複製基因(英語:Gene duplication (or chromosomal duplication or gene amplification))是指含有基因的DNA片段發生重複,可能因同源重組作用出錯而發生,或是因為反轉錄轉座(retrotransposition)與整個染色體發生重複所導致Zhang, J.(2003).

22 关系: 基因基因座基因組偽基因单细胞生物反转录转座子同源同源重組大野乾外显子小麦人類基因組分子演化啟動子突变趨異演化转座子脱氧核糖核酸自然选择酵母演化施普林格科学+商业媒体

基因

基因一词来自希腊语,意思为“生”。是指控制生物性状的遗传信息,通常由DNA序列来承载。基因也可视作基本遗传单位,亦即一段具有功能性的DNA或RNA序列。弄清其序列本身的过程叫基因测序。基因的结构由增强子,启动子及蛋白编码序列组成:即基因产物可以是蛋白质(蛋白质编码基因)及RNA,从而控制生物个体的性状(差異)表现。在一个个体当中所有的基因总和叫基因组。在一个物种中所有等位基因的总合叫基因库。在大多数真核生物中,基因分为细胞核基因及线粒体基因,绿色植物的叶绿体也含有独立于细胞核的叶绿体基因组。人類約有一万九千至兩萬两千個基因。 在真核生物中,染色体在体细胞中是成对存在的。每条染色体上都带有一定数量的基因。一个基因在细胞有丝分裂时有两个对列的位点,称为等位基因,分别来自父与母。依所攜帶性状的表現,又可分为显性基因和隐性基因。 一般来说,同一生物体中的每个细胞體都含有相同的基因(除了已经分化的免疫细胞),但并不是每个细胞中的所有基因携带的遗传信息都会被表現出来。控制基因表达的因素分为传统的遗传学(增强子,启动子序列相关)因素及表观遗传学(DNA甲基化,组蛋白乙酰化和脱乙酰化及RNA干扰相关)因素。職司不同功能的細胞或不同的细胞类型中,活化而表現的基因也不同。在某一细胞类型当中所有被表达的基因叫转录组,所有编码蛋白质的基因叫蛋白质组。通过即时聚合酶链式反应或染色质免疫沉淀-测序可得到转录组及蛋白质组的信息。用电脑处理基因序列的学科叫生物信息学。 人类基因组计划(human genome project, HGP)是一项规模宏大,跨国跨学科的生物信息学项目。其宗旨在于测定组成人类染色体(指单倍体)的30亿个碱基对形成的核苷酸序列,从而繪製人类基因组圖譜,並且辨識其载有的基因,达到破译人类遗传信息的最终目的。该计划起始于1990年于2000年完成。.

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基因座

在生物學與演化運算(evolutionary computation)中,基因座(locus),也称为“基因位点”或“位点”,是指染色體上的固定位置,例如某個基因的所在。而基因座上的DNA序列可能有許多不同的變化,各種變化形式稱為等位基因(allele)。基因座在基因組中的排列位置稱為基因图谱(genetic map),基因作圖(Gene mapping)則是測定基因座與特定性狀關係的過程。 二倍體與多倍體細胞的某些染色體上,在同一基因座上有相同的等位基因,這類細胞稱為纯合子/同型合子(homozygous)。若是相同基因座上含有不同的等位基因,則稱作杂合子/異型合子(heterozygous)。.

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基因組

在生物学中,一个生物体的基因组是指包含在该生物的DNA(部分病毒是RNA)中的全部遗传信息,又稱基因體(genome)。基因组包括基因和非編碼DNA。1920年,德国汉堡大学植物学教授汉斯·温克勒(Hans Winkler)首次使用基因组这一名词。 更精确地讲,一个生物体的基因组是指一套染色体中的完整的DNA序列。例如,生物个体体细胞中的二倍体由两套染色体组成,其中一套DNA序列就是一个基因组。基因组一词可以特指整套核DNA(例如,核基因组),也可以用于包含自己DNA序列的细胞器基因组,如粒线体基因组或叶绿体基因组。当人们说一个有性生殖物种的基因组正在测序时,通常是指测定一套常染色体和两种性染色体的序列,这样来代表可能的两种性别。即使在只有一种性别的物种中,“一套基因组序列”可能也综合了来自不同个体的染色体。通常使用中,“遗传组成”一词有时在交流中即指某特定个体或物种的基因组。对相关物种全部基因组性质的研究通常被称为基因组学,该学科与遗传学不同,后者一般研究单个或一组基因的性质。.

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偽基因

#重定向 假基因.

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单细胞生物

生物可以根据构成的细胞数目分为单细胞生物和多细胞生物。单细胞生物只由单个细胞组成,而且经常会聚集成为细胞集落。單細胞生物能獨力完成新陳代謝及繁殖等活動。 地球上最早的生物大約在距今35億至41億年前形成,原核生物是最原始的生物,如細菌和藍綠藻且是在溫暖的水中發生。?! 单细胞生物包括所有古细菌和真细菌和很多原生生物。根据旧的分类法有很多动物,植物和真菌多是单细胞生物。变形虫算作单细胞动物,它的一些种类却算作粘菌,带鞭毛的鞭毛虫如眼虫有时被归为单细胞藻类或者是单细胞动物。新的分类法中,所有的真核单细胞生物都算作原生生物。 粘菌根据最近的研究认为可以独立成界,虽然他们在正常情况下为单细胞,但其直径大小可达80厘米。它可以勉强被归到真菌中,因为它们也会呈现出类似变形虫的状态。 单或多细胞生物的分类只是描述性的,并不能提供任何亲缘、新陈代谢、构造和习性方面的信息。 植物单细胞生物一个特殊的形式是它们有被膜。.

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反转录转座子

反转录转座子(retrotransposon)与“反座子”(retroposon)不同,retrotransposon 具有 reverse transcriptase (RT), 而 retroposon 没有。 是由RNA介导转座的转座子的元件,在结构和复制上与反转录病毒(retrovirus)类似,只是没有病毒感染必需的env基因,它通过转录合成mRNA,再逆转录合成新的元件整合到基因组中完成转座,每转座1次拷贝数就会增加1份,可以增強自己的基因組。因此,它是許多真核生物中数量最大的一类可活动遗传成分。在植物中特别丰富,它们是核DNA的一个主要组成部分。在玉米的基因组49-78%是反转录转座子,而在小麦中包含约90%的基因组重复序列和68%的转座子。在哺乳动物中,几乎有一半的基因组(45%至48%)包含转座子或残余转座子。人类基因组有大约42%反转录转座子,而DNA转座子约占2-3%。.

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同源

在生物学种系发生理论中,若两个或多个结构具有相同的祖先,则称它们同源(Homology)。这里相同的祖先既可以指演化意义上的祖先,即两个结构由一个共同的祖先演化而来(在这个意义上,蝙蝠的翅膀与人类的手臂是同源的),也可以指发育意义上的祖先,即两个结构由胚胎时期的同一组织发育而来(在这个意义上,人类女性的卵巢与男性的睾丸同源)。 同源这一概念需与相似区分开来。比如说,昆虫的翅膀、蝙蝠的翅膀和鸟类的翅膀是相似的,但却不同源,这种现象被称为非同源相似(或同形质,英文:Homoplasy)。这些相似的结构由不同的渠道演化而来,这种演化过程叫做趋同演化(Convergency)。.

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同源重組

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)。.

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大野乾

大野乾()是一位出生於韓國,旅居於美國的日本遺傳學家與演化生物學家,他提出了基因重複的概念,並研究X染色體上的基因表現,如X染色體去活化。此外,大野乾並以基因重複現象,發展了有關生物演化機制的理論。.

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外显子

外显子(Exon)是真核生物基因的一部分,它在剪接后仍会被保存下来,并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。 而内含子则会在剪接过程中被除去。 所有的外显子一同组成了遗传信息,该信息会体现在蛋白质上。 剪接方式并不是唯一的(参看替代剪接),所以外显子只能在成体mRNA中被看出。即使是使用生物信息学方法,要精确预测外显子的位置也是非常困难的。 真核生物的基因,其线性表达被内含子阻断,这就是所谓的断裂基因(split gene),该现象的发现者Richard J. Roberts和Phillip A. Sharp获得了1993年诺贝尔奖。 在反式剪接中,不同mRNA的外显子可以被接合在一起。.

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小麦

小麥是小麥屬(学名:Triticum)植物的統稱Belderok, Bob & Hans Mesdag & Dingena A. Donner.

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人類基因組

人類基因組,又称人類基因體,是智人的基因組,由23對染色體组成,其中包括22對體染色體、2或1条X染色體和0或1条Y染色體。人类基因组含有約30億個DNA鹼基對,鹼基對是以氫鍵相結合的兩個含氮鹼基,以胸腺嘧啶(T)、腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)和鳥嘌呤(G)四種鹼基排列成鹼基序列,其中A与T之间由两个氢键连接,G与C之间由三个氢键连接,碱基对的排列在DNA中也只能是A对T,G对C。其中一部分的鹼基對組成了大約20000到25000個基因。 全世界的生物學與醫學界在人類基因組計畫中,調查人類基因組中的真染色質基因序列,發現人類的基因数量比原先預期的少得多,其中的外顯子,也就是能夠製造蛋白質的編碼序列,只佔總長度的1.5% 。.

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分子演化

分子演化是指細胞分子(如DNA、RNA和蛋白質)的序列組成在不同世代間發生改變,或是指研究此現象的學門。此研究領域主要使用演化生物學和族群遺傳學的原理來解釋分子演化的規律,主要的研究主題有點突變的發生率和影響、中性漂變和自然選擇的相對重要性、新基因的起源、複雜性狀的可遺傳性、物種形成的遺傳基礎、發育過程的演化、以及演化力量對基因體及性狀的影響。.

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啟動子

啟動子(promoter)在遺傳學中是指一段能使基因進行轉錄的脱氧核糖核酸(DNA)序列。啟動子可以被RNA聚合酶辨認,並开始轉錄。在核糖核酸(RNA)合成中,啟動子可以和决定转录的开始的转录因子产生相互作用,控制基因表达(转录)的起始时间和表达的程度,包含核心启动子区域和调控区域,就像“开关”,决定基因的活动,繼而控制細胞开始生產哪一種蛋白質。 启动子本身并无编译功能,但它拥有对基因轉譯胺基酸的指挥作用,就像一面旗帜,其核心部分是非编码区上游的RNA聚合酶结合位点,指挥聚合酶的合成,这种酶指导RNA的复制合成。因此该段位的启动子发生突变(变异),将对基因的表达有着毁灭性作用。 完全的啟動子稱為規範序列。.

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突变

突变(Mutation,即基因突变)在生物学上的含义,是指细胞中的遗传基因(通常指存在於細胞核中的去氧核糖核酸)发生的改变。它包括单个碱基改变所引起的点突变,或多个碱基的缺失、重复和插入。原因可以是细胞分裂时遗传基因的复制发生错误、或受化学物质、基因毒性、辐射或病毒的影响。 突变通常会导致细胞运作不正常或死亡,甚至可以在较高等生物中引发癌症。但同时,突变也被视为演化的“推动力”:不理想的突变会经天择过程被淘汰,而对物种有利的突变则会被累积下去。中性突變(neutral mutation)对物种沒有影响而逐渐累积,会导致间断平衡。.

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趨異演化

趨異演化(英語:Divergent evolution)是指兩個或多個生物學特徵具有共同演化起源,但在演化歷程中逐漸分化的現象,又稱適應。可經由觀察不同物種的型態或生物分子,如基因或一些生化途徑而得知,是演化生物學的研究對象之一。 一個常見的趨異演化例子是脊椎動物的四肢,這些動物中的四肢可能具有共同起源,但卻有不同的構造與功能。除了型態之外,也可應用分子生物學來研究這些現象。例如一個基因與蛋白質序列,可能分化成兩種以上的同源基因。 與趨異演化相對的概念是趨同演化(convergent evolution),是指兩種以上型態或分子具有相同功能或構造,但卻源自不同起源。.

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转座子

转座子(Transposon,亦称为转座元件,跳跃子)是一类DNA序列,它们能够在基因组中通过转录或逆转录,在内切酶(Nuclease)的作用下,在其他基因座上出现。转座子的这种行为,与假基因(Pseudogene)的出现颇有相似甚至相同之处。有些科学家将后者视为“基因化石”,是透视物种进化的痕迹之一。转座子的发现,证明了基因组并不是一个静态的集合,而是一个不断在改变自身构成的动态有机体。根据转座子“跳跃”方式的不同,转座子被分为I型和II型转座子。.

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脱氧核糖核酸

--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。.

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自然选择

自然选择(natural selection,傳統上也譯為天擇)指生物的遺傳特徵在生存競爭中,由於具有某種優勢或某種劣勢,因而在生存能力上產生差異,並進而導致繁殖能力的差異,使得這些特徵被保存或是淘汰。自然選擇則是演化的主要機制,經過自然選擇而能夠稱成功生存,稱為「適應」。自然選擇是唯一可以解釋生物適應環境的機制。 這個理論最早是由达尔文在1859年出版的《物種起源》中提出,其於早年在加拉巴哥群島觀察了數種動物後發現,島上很少有與鄰近大陸相似的物種,並且還演化出許多獨有物種,如巨型的加拉巴哥象龜,達爾文於開始以為,島上的鷽鳥應與南美洲發現的為同種,經研究,十三種燕雀中只有一種是與其大陸近親類似的,其餘皆或多或少發生了演化現象,他們爲了適應島上的生存環境,改變了鳥喙的大小。.

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酵母

酵母(拼音:中國大陆:jiàomǔ、台灣:xiàomǔ;台語:kànn-bó;注音:中國大陆:ㄐㄧㄠˋ ㄇㄨˇ、台灣:ㄒㄧㄠˋ ㄇㄨˇ;德文: Hefen;英文:Yeast)是非分类学术语,泛指能发酵糖類的各种单细胞真菌,不同的酵母菌在进化和分类地位上有异源性。酵母菌种类很多,已知的约有56属500多种。一些酵母菌能夠通過出芽的方式進行無性生殖,也可以通過形成孢子的形式進行有性生殖。酵母經常被用於酒精釀造或者麵包烘培行業。目前已知有1500多種酵母,大部分被分類到子囊菌門。酵母菌屬兼性厭氧菌。.

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演化

--(evolution),指的是生物的可遺傳性狀在世代間的改變,操作定義是種群內基因頻率的改變。基因在繁殖過程中,會經複製並傳遞到子代。而基因的突变可使性狀改變,進而造成個體之間的遺傳變異。新性狀又會因為物種迁徙或是物種之間的水-平-基因轉移,而隨著基因在族群中傳遞。當這些遺傳變異受到非隨機的自然选择或隨機的遺傳漂變影響,而在族群中變得較為普遍或稀有時,就是演化。演化會引起生物各個層次的多樣性,包括物種、生物個體和分子 。 地球上所有生命的共同起源,約35-38億年前出現,其被稱為最後共同祖先,但是2015年一項在西澳的古老岩石進行的研究中發現41億年前「的行跡」。 新物種(物種形成)、種內的變化()和物種的消失(絕種)在整個地球的不斷發生,這被形態學和生化性狀證實,其中包括共同的DNA序列,這些共同性狀在物種之間更相似,因為它源於最近的共同祖先,並且可以作為進化關係的依據建立生命之樹(系统发生学),其利用現有的物種和化石建立,化石記錄的事物包括由的石墨 、,以至多細胞生物的化石。生物多樣性的現有模式被物種形成和滅絕塑造。據估計,曾經生活在地球上的物種99%以上已經滅絕。地球目前的物種估計有1000萬至1400萬。其中約120萬已被記錄。 物種是指一群可以互相進行繁殖行為的個體。當一個物種分離成各個交配行為受到阻礙的不同族群時,再加上突變、遺傳漂變,與不同環境對於不同性狀的青睞,會使變異逐代累積,進而產生新的物種。生物之間的相似性顯示所有已知物種皆是從共同祖先或是祖先基因池逐漸分化產生。 以自然選擇為基礎的演化理論,最早是由查爾斯·達爾文與亞爾佛德·羅素·華萊士所提出,詳細闡述出現在達爾文出版於1859年的《物種起源》.

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施普林格科学+商业媒体

施普林格科学+商业媒体(Springer Science+Business Media)或施普林格(Springer,),在柏林成立,是一个总部位于德国的世界性出版公司,它出版教科书、学术参考书以及同行评论性杂志,专--于科学、技术、数学以及医学领域。在科学、技术与医学领域中,施普林格是最大的书籍出版者,以及第二大世界性杂志出版者(最大的是爱思唯尔)。施普林格拥有超过60个出版社,每年出版1,900种杂志,5,500种新书,营业额为9.24亿欧元(2006年),雇有超过5,000名员工 。施普林格在柏林、海德堡、多德雷赫特(位于荷兰)与纽约设有主办事处。施普林格亚洲总部设在香港。2005年8月,施普林格在北京成立代表处。.

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