中文名 脫氧核糖核酸 外文名 deoxyribonucleic acid 簡(jiǎn)稱 DNA 分子結(jié)構(gòu) 雙螺旋結(jié)構(gòu) 與基因的關(guān)系 基因是有效遺傳的DN段 復(fù)制方式 隨機(jī)半保留復(fù)制 作用 引導(dǎo)生物發(fā)育與生命機(jī)能運(yùn)作 拼音 tuōyǎnghétánghésuān 別稱 去氧核糖核酸
DNA的中文名是脫氧核糖核酸,又稱去氧核糖核酸,是一種分子,大多數(shù)生物的遺傳信息的載體就是DNA,DNA編碼上的信息可組成遺傳指令,以引導(dǎo)生物發(fā)育與生命機(jī)能運(yùn)作。
1、 基因表達(dá)(gene expression):是指細(xì)胞在生命過(guò)程中,把儲(chǔ)存在DNA順序中遺傳信息經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯,轉(zhuǎn)變成具有生物活性的蛋白質(zhì)分子。生物體內(nèi)的各種功能蛋白質(zhì)和酶都是同相應(yīng)的結(jié)構(gòu)基因編碼的。同一基因在不同組織能生成不同的基因產(chǎn)物來(lái)源
DNA分子巨大,由核苷酸組成。核苷酸的含氮堿基為腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤、胞嘧啶及胸腺嘧啶;戊糖為脫氧核糖。DNA主要類別有單鏈DNA、閉環(huán)DNA、連接DNA、互補(bǔ)DNA。DNA的主要功能是長(zhǎng)期性的資訊儲(chǔ)存,可比喻為“藍(lán)圖”或“食譜”。其中包含的指令,是建構(gòu)細(xì)胞內(nèi)其他的化合物,如蛋白質(zhì)與RNA所需。從遺傳學(xué)的角度來(lái)講,我們通常所說(shuō)的基因就可以定義為合成一條具有功能的多肽,或RNA分子所需的完整DNA序列。
DNA的英文全稱是Deoxyribonucleic acid。 即脫氧核糖核酸,是分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)化合物。作為染色體的一個(gè)成分而存在于細(xì)胞核內(nèi)。功能為儲(chǔ)藏遺傳信息。DNA 分子巨大,由核苷酸組成。核苷酸的含氮堿基為腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤、胞嘧啶及胸腺嘧啶;戊糖為
所有個(gè)體的遺傳信息都來(lái)自于親本,比如說(shuō),咱們每個(gè)人的DNA都是一半來(lái)自于父親,一半來(lái)自于母親,所以只要讀取了孩子和父母親的DNA特征信息,就可以準(zhǔn)確判斷他們之間的親緣關(guān)系。這也就是我們通常所說(shuō)的親子鑒定。DNA相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用中,大家聽(tīng)得最多的就是親子鑒定了。人的血液、毛發(fā)、唾液、口腔細(xì)胞等都可以用于用親子鑒定,十分方便。一個(gè)人有23對(duì)(46條)染色體,同一對(duì)染色體同一位置上的一對(duì)基因稱為等位基因,一般一個(gè)來(lái)自父親,一個(gè)來(lái)自母親。如果檢測(cè)到某個(gè)DNA位點(diǎn)的等位基因,一個(gè)與母親相同,另一個(gè)就應(yīng)與父親相同,否則就存在疑問(wèn)了。
gene-for-gene concept 張學(xué)君 寄主中控制抗病性的基因與病原物中控制致病性的基因存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系。寄主中控制抗病性的基因有抗病基因和感病基因,病原物中控制致病性的基因有無(wú)毒基因和毒性基因。通常的情況是抗病基因與無(wú)毒基因?qū)?yīng),并互為顯
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gene-for-gene concept
張學(xué)君
寄主中控制抗病性的基因與病原物中控制致病性的基因存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系。寄主中控制抗病性的基因有抗病基因和感病基因,病原物中控制致病性的基因有無(wú)毒基因和毒性基因。通常的情況是抗病基因與無(wú)毒基因?qū)?yīng),并互為顯性;有些情況是感病基因與毒性基因?qū)?yīng),并互為顯性。存在基因?qū)蜿P(guān)系的病害稱為基因?qū)虿『Α?/p>
簡(jiǎn)史
美國(guó)植物病理學(xué)家弗洛爾(Harold Henry Flor)最早對(duì)亞麻與亞麻銹菌的相互作用進(jìn)行遺傳學(xué)分析。1955年得到以下結(jié)論:①亞麻對(duì)銹病的抗病基因(K、L、M、……)與銹菌的無(wú)毒基因(Ak、AL、Am……)之間存在數(shù)量及功能上的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。亞麻中存在1個(gè)控制抗病性的基因,銹菌中就有1個(gè)相應(yīng)的控制致病性的基因(或無(wú)毒基因)。亞麻中有2個(gè)或3個(gè)基因決定抗病性,銹菌中就有2個(gè)或3個(gè)相應(yīng)基因決定無(wú)毒性。亞麻抗病基因以等位形式存在,而銹菌無(wú)毒基因是非等位的。②亞麻抗病性和銹菌的無(wú)毒性是顯性遺傳,而亞麻感病性和銹菌的毒性是隱性遺傳。在二倍體基因組中,針對(duì)某一特定的抗病基因位點(diǎn),共有9個(gè)亞麻基因型與銹菌基因型的組合,這9種組合互作產(chǎn)生的表現(xiàn)型只有2種,即抗病或感病??共”憩F(xiàn)型只出現(xiàn)在R/A等位基因?qū)χ?,其它基因型組合(R/a,r/A,r/a)均產(chǎn)生感病表現(xiàn)型(表1)。③亞麻對(duì)銹菌的抗感反應(yīng)類型不單純由亞麻本身的遺傳性狀決定,而是由亞麻和銹菌二者相互作用所決定。這些結(jié)論后來(lái)被稱為著名的基因?qū)蚣僬f(shuō)(gene-for-gene hypothesis)。
表1 亞麻與亞麻銹菌相互作用中的基因型和表現(xiàn)型
注:-為抗?。唬珵楦胁?。
繼弗洛爾之后,在許多病害中都發(fā)現(xiàn)植物與病原物之間存在基因?qū)蜿P(guān)系。所涉及病原物有真菌、細(xì)菌、病毒、線蟲(chóng)和寄生性種子植物甚至昆蟲(chóng)(表2)?;?qū)蚋拍畹玫胶艽筘S富和發(fā)展。主要有5方面:①寄主和病原物相互作用的基因可以不是一對(duì)一的關(guān)系。如玉米抗銹基因Rp3控制著對(duì)Puccinia sor-ghi2個(gè)小種901aba和933a的抗性,顯性純合子Rp3Rp3抗2個(gè)小種,雜合子Rp3rp3抗小種901aba而感小種933a,隱性純合子rP3rP3感2個(gè)小種。又如亞麻柵銹菌一些小種針對(duì)含M 1或L1抗病基因的亞麻品種由2對(duì)基因決定致病表型,其中第一對(duì)基因是無(wú)毒基因,另一對(duì)基因調(diào)控?zé)o毒基因表達(dá),稱抑制基因。當(dāng)抑制基因?yàn)榧兒想[性(ii)時(shí),互作結(jié)果由無(wú)毒基因決定。無(wú)毒基因顯性(AA或Aa),互作為不親和;無(wú)毒基因隱性(aa)則互作為親和。當(dāng)抑制基因?yàn)轱@性(II或Ii)時(shí),無(wú)毒基因無(wú)論顯性或隱性,互作結(jié)果總是親和的。②病菌產(chǎn)生寄主特異性毒素的病害中,寄主的感病反應(yīng)由病菌的毒素基因和寄主的毒素受體基因共同決定。③抗病基因可以是隱性的。如水稻對(duì)白葉枯病菌一些小種的抗性基因xa-5是隱性性狀遺傳。豆科植物對(duì)多種真菌病害和病毒病抗性、大麥對(duì)白粉病和線蟲(chóng)病抗性、燕麥對(duì)桿銹病抗性等均存在隱性抗病基因。④基因?qū)蚣僬f(shuō)最初限于專性寄生菌所致病害,后來(lái)發(fā)現(xiàn)鐮刀菌等兼性寄生菌所致病害中也存在基因?qū)蜿P(guān)系。⑤植物抗、感病性并沒(méi)有截然的分界,而是一系列連續(xù)的反應(yīng)。如亞麻對(duì)銹菌的抗性有5個(gè)反應(yīng)類型(0,1,2,3,4),弗洛爾把0,1,2劃分為抗病,而把3,4當(dāng)作感病。這種在量上的抗感反應(yīng)差別具有遺傳穩(wěn)定性,科學(xué)家們正從生化及分子遺傳學(xué)方面進(jìn)行研究,有人認(rèn)為植物對(duì)病原物的水平抗性也符合基因?qū)蚋拍睢?/p>
辣椒斑點(diǎn)病菌(Xc.pv.vesictora)辣椒(Capsicumfrutescens)燕麥維多利亞長(zhǎng)蠕孢(Helminthosporiumvictorrue)燕麥(Avenasativa)大豆根腐病菌(Phytophthoramergasper-maf.sp.glycinia)大豆(Glycinemax)煙草花葉病毒(TMV)番茄(Lycopersiconesculentum)稻瘟病菌(Magnaporthegrisea)水稻(O.stiva)稻白葉枯病菌(Xc.pv.oryzae)水稻(Oryzestiva)棉花角斑病菌(Xanthomonascampestrispv.malvacearum)棉花(Gossypiumhirsutum)小麥桿銹病菌(Pucgramnisvar.tritici)小麥(T.aestivum)小麥白粉病菌(E.g.f.sp.tritic)小麥(Triticumaestivum)大麥白粉病菌(Erysiphegraminisf.sp.hordei)大麥(Hordeumvalgare)馬鈴裏金線蟲(chóng)(Heteroderarostochiensis)馬鈴薯(S.tuberosum)馬鈴裏晚疫病菌(Phytophthorainfestans)馬鈴薯(Solariumtuberosum)亞麻棚銹病菌(Melampsoralini)亞麻(Linumusitatissimum)
表2 基因?qū)虿『?shí)例
基因?qū)蜿P(guān)系的分子內(nèi)涵基因?qū)蚋拍畹姆肿咏忉層卸喾N,其核心是病原物與寄主基因之間的關(guān)系通過(guò)二者基因產(chǎn)物或次生代謝產(chǎn)物的互作實(shí)現(xiàn)。
抗病反應(yīng)
美國(guó)埃林博(A.H.Ellingboe)等認(rèn)為病原物基因產(chǎn)物與寄主基因產(chǎn)物特異性互作導(dǎo)致抗病反應(yīng),否則為感病反應(yīng)。主要有以下3種解釋:①二聚體模式。病原物無(wú)毒基因直接產(chǎn)物與寄主相應(yīng)抗病基因產(chǎn)物特異性結(jié)合形成的二聚體或經(jīng)結(jié)合后的抗病基因產(chǎn)物本身具有抑制作用(圖1)。②激發(fā)子—受體模式。病原物無(wú)毒基因初產(chǎn)物是糖苷轉(zhuǎn)移酶控制小種特異性激發(fā)子的產(chǎn)生,激發(fā)子與寄主抗病基因產(chǎn)物(受體)特異性結(jié)合后激發(fā)寄主產(chǎn)生一系列防衛(wèi)反應(yīng)(如合成植物保衛(wèi)素,而抗病基因產(chǎn)物本身不具有抑菌作用,有人曾提出小種特異性激發(fā)子是病菌胞外糖蛋白(圖2)。
在有些病害中,病原物基因除控制激發(fā)子產(chǎn)生外,還產(chǎn)生另1種物質(zhì)稱抑制子。激發(fā)子沒(méi)有品種特異性,抑制子有特異性,通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)激發(fā)子的結(jié)合位點(diǎn)(存在于受體上)而抑制激發(fā)子的作用,使互作表現(xiàn)為親和關(guān)系,這是激發(fā)子—受體模式的特殊情況,也有人稱為激發(fā)子/抑制子—受體模式。如馬鈴薯晚疫病菌細(xì)胞壁上均具有非特異性激發(fā)子,而不同小種中具有獨(dú)特的抑制子,分別對(duì)特定馬鈴薯品種的受體有特異性結(jié)合能力,阻止激發(fā)子功能,引起特定品種的感病反應(yīng)。③離子通道模式。由美國(guó)加布里埃爾(D.W. G abriel)于1988年提出。認(rèn)為病菌無(wú)毒基因產(chǎn)物于位于寄主細(xì)胞膜上的抗病基因產(chǎn)物結(jié)合后使寄主細(xì)胞表面產(chǎn)生離子通道,膜透性的變化導(dǎo)致細(xì)胞代謝紊亂,迅速死亡,釋放信號(hào)物質(zhì)到周圍細(xì)胞,激發(fā)其防衛(wèi)反應(yīng)(圖3)。
圖1 基因?qū)蜿P(guān)系的二聚體模式(引自Gabriel和Rolfe,1990)
感病反應(yīng)
病原物基因產(chǎn)物與寄主基因產(chǎn)物特異性互作導(dǎo)致感病反應(yīng)。主要適合于病菌產(chǎn)生寄主專化性毒素的病害。病菌基因的產(chǎn)物是毒素,寄主基因的產(chǎn)物是毒素受體,只有感病寄主的基因產(chǎn)物才能與毒素互作,而抗病寄主沒(méi)有決定表現(xiàn)型的基因產(chǎn)物(表3)。
——無(wú)毒素—+有毒素?zé)o受體有受體主寄病菌
表3 病菌毒素與寄主受體基因互作表型
注:+表示感病反應(yīng),-表示抗病反應(yīng)
圖2 基因?qū)蜿P(guān)系的激發(fā)子——受體模式(參照Gabriel和Rolfe,1990)
圖3 基因?qū)蜿P(guān)系的離子通道模式(參照Gabriel和Rolfe,1990)
生化及遺傳基礎(chǔ)
目前在一些病害中基因?qū)蚋拍钜训玫缴斑z傳學(xué)的驗(yàn)證,許多無(wú)毒基因和一些毒素基因已經(jīng)克隆出來(lái),它們的功能得到證明(見(jiàn)致病性相關(guān)基因)。如在棉花角斑病中,棉花5個(gè)不同品種具不同的抗病基因,它們分別與角斑病菌(Xanthomonas campestris pv.malvace arum)5個(gè)小種有特異性互作關(guān)系,并分離出5個(gè)無(wú)毒基因與相應(yīng)棉花品種的抗病基因有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,這些無(wú)毒基因不僅能在自身小種中引起相應(yīng)棉花品種的抗病反應(yīng),且把它們轉(zhuǎn)移到其它小種中后也能使接受了基因的其它小種具備這種能力。
參考書目
Barrett,J.,The gene-for-gene hypothesis:Parable or Paradigm.p.215~225 in:Ecology and Genetics of Host-Parasite Interactions.D.Rollinson and R.M.Anderson eds…Academic Press,London,1985.Ellingboe,A.H.,Genetics of host-parasite interactions p.761~778,in Physiological P lant Pathology.R.Heire-fuss and P.H.Williams,eds.,SpringerVerlag,Berlin,1976.
“基因panel”是什么意思?
基因組合
基因檢測(cè)PANEL是高通量量基因檢測(cè)和基因測(cè)序發(fā)展起來(lái)后用的一個(gè)詞語(yǔ),它是指在檢測(cè)中不只是檢測(cè)一個(gè)位點(diǎn)、一個(gè)基因。而是同時(shí)檢測(cè)多個(gè)位點(diǎn)、多個(gè)基因.多個(gè)位點(diǎn)。這些位點(diǎn)和基因需要按照一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇和組合,從而構(gòu)成一個(gè)檢測(cè)PANEL。因此基因檢測(cè)PANEL可以翻譯成為基因組合。
基因PANEL是一個(gè)基因組合,在基因檢測(cè)中使用基因PANEL所檢測(cè)的基因比單一的位點(diǎn)要多,比PCR技術(shù)檢測(cè)的序列要長(zhǎng),相對(duì)來(lái)說(shuō),獲得的基因信息量要多一些。但是基因組合本身并沒(méi)有指明所檢測(cè)的基因數(shù)量的多少。
3個(gè)基因是一個(gè)PANEL, 5個(gè)基因也是一個(gè)PANEL,100個(gè)基因也是一個(gè)PANEL,所以用基因PANEL進(jìn)行基因檢測(cè),要首先看基因PANEL也就是基因組合中基因數(shù)量的多少。
人體內(nèi)的基因有2萬(wàn)多個(gè)編碼蛋白質(zhì)的基因,也有雖然不編碼蛋白質(zhì),但是在人的疾病發(fā)生和天賦潛能中發(fā)揮重要作用的基因,人的基因的堿基數(shù)量高達(dá)64億中,基因PANEL只是選擇了部分基因。而選擇這些基因的人具有基因解碼能力才能選擇得正確。
基因是什么意思?
基因,是存在于細(xì)胞的染色體上的生物體遺傳的基本單位。
基因(遺傳因子)是產(chǎn)生一條多肽鏈或功能RNA所需的全部核苷酸序列?;蛑С种幕緲?gòu)造和性能。儲(chǔ)存著生命的種族、血型、孕育、生長(zhǎng)、凋亡等過(guò)程的全部信息。環(huán)境和遺傳的互相依賴,演繹著生命的繁衍、細(xì)胞*和蛋白質(zhì)合成等重要生理過(guò)程。生物體的生、長(zhǎng)、衰、病、老、死等一切生命現(xiàn)象都與基因有關(guān)。它也是決定生命健康的內(nèi)在因素。因此,基因具有雙重屬性:物質(zhì)性(存在方式)和信息性(根本屬性)。
帶有遺傳訊息的DN*段稱為基因,其他的DNA序列,有些直接以自身構(gòu)造發(fā)揮作用,有些則參與調(diào)控遺傳訊息的表現(xiàn)。組成簡(jiǎn)單生命最少要265到350個(gè)基因。(這涉及到了基因工作組的力量,人類的基因工作組與果蠅的基本相似)。
你,理解基因是什么意思了嗎
“垃圾”DNA是什么意思?
酵母和蠕蟲(chóng)之類的簡(jiǎn)單生物是如何進(jìn)化為鳥(niǎo)和哺乳動(dòng)物這樣的復(fù)雜生物的呢?一項(xiàng)針對(duì)基因組進(jìn)行的廣泛比較研究顯示,問(wèn)題的答案可能就隱藏在生物的垃圾脫氧核糖核酸(DNA)中。美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn),生物越復(fù)雜,其攜帶的垃圾DNA就越多,而恰恰是這些沒(méi)有編碼的“無(wú)用”DNA幫助高等生物進(jìn)化出了復(fù)雜的機(jī)體。
自從第一個(gè)真核生物(包括從酵母到人類的有細(xì)胞核的生物)的基因組被破譯以來(lái),科學(xué)家一直想知道,為什么生物的大多數(shù)DNA并沒(méi)有形成有用的基因。從突變保護(hù)到染色體的結(jié)構(gòu)支撐,對(duì)于這種所謂的垃圾DNA的可能解釋有許多種。但是從人類、小鼠和大鼠身上得到的完全一致的關(guān)于垃圾DNA的研究結(jié)果卻表明,在這一區(qū)域中可能包含有重要的調(diào)節(jié)機(jī)制,從而能夠控制基礎(chǔ)的生物化學(xué)反應(yīng)和發(fā)育進(jìn)程,這將幫助生物進(jìn)化出更為復(fù)雜的機(jī)體。與簡(jiǎn)單的真核生物相比,復(fù)雜生物有更多的基因不會(huì)發(fā)生突變的事實(shí)無(wú)疑極大地強(qiáng)化了這一發(fā)現(xiàn)。
為了對(duì)這一問(wèn)題有更深的了解,由美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣塔克魯斯分校(UCSC)的計(jì)算生物學(xué)家David Haussler領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組,對(duì)5種脊椎動(dòng)物——人、小鼠、大鼠、雞和河豚的垃圾DNA序列與4種昆蟲(chóng)、2種蠕蟲(chóng)和7種酵母的垃圾DNA序列進(jìn)行了比較。研究人員從對(duì)比結(jié)果中得到了一個(gè)驚人的模式:生物越復(fù)雜,垃圾DNA似乎就越重要。
這其中暗含的可能性在于,如果不同種類的生物具有相同的DNA,那么這些DNA必定是用來(lái)解決一些關(guān)鍵性的問(wèn)題的。酵母與脊椎動(dòng)物共享了一定數(shù)量的DNA,畢竟它們都需要制造蛋白質(zhì),但是只有15%的共有DNA與基因無(wú)關(guān)。研究小組在《基因組研究》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報(bào)告說(shuō),他們將酵母與更為復(fù)雜的蠕蟲(chóng)進(jìn)行了比較,后者是一種多細(xì)胞生物,發(fā)現(xiàn)有40%的共有DNA沒(méi)有被編碼。隨后,研究人員又將脊椎動(dòng)物與昆蟲(chóng)進(jìn)行了對(duì)比,這些生物比蠕蟲(chóng)更為復(fù)雜,結(jié)果發(fā)現(xiàn),有超過(guò)66%的共有DNA包含沒(méi)有編碼的DNA。
參與該項(xiàng)研究工作的UCSC計(jì)算生物學(xué)家Adam Siepel指出,有關(guān)蠕蟲(chóng)的研究結(jié)果需要慎重對(duì)待,這是由于科學(xué)家僅僅對(duì)其中的兩個(gè)基因組進(jìn)行了分析。盡管如此,Siepel還是認(rèn)為,這一發(fā)現(xiàn)有力地支持了這樣一種理論,即脊椎動(dòng)物和昆蟲(chóng)的生物復(fù)雜性的增加主要是由于基因調(diào)節(jié)的精細(xì)模式。
西雅圖華盛頓大學(xué)的分子生物學(xué)家Philip Green對(duì)此表示同意。他說(shuō),“這一研究成果令人信服”。但他同時(shí)強(qiáng)調(diào),對(duì)所有未被生物共享的沒(méi)有編碼的DNA的研究依然沒(méi)有定論。
人類基因是什么意思
存在于細(xì)胞內(nèi)有自體復(fù)制能力的遺傳物質(zhì)單位。遺傳信息的基本單位。一般指位于染色體上編碼一個(gè)特定功能產(chǎn)物(如蛋白質(zhì)或RNA分子等)的一段核苷酸序列。 基因(遺傳因子)是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ),是DNA(脫氧核糖核酸)分子上具有遺傳信息的特定核苷酸序列的總稱,是具有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段?;蛲ㄟ^(guò)復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代,使后代出現(xiàn)與親代相似的性狀。人類大約有幾萬(wàn)個(gè)基因,儲(chǔ)存著生命孕育生長(zhǎng)、凋亡過(guò)程的全部信息,通過(guò)復(fù)制、表達(dá)、修復(fù),完成生命繁衍、細(xì)胞*和蛋白質(zhì)合成等重要生理過(guò)程?;蚴巧拿艽a,記錄和傳遞著遺傳信息。生物體的生、長(zhǎng)、病、老、死等一切生命現(xiàn)象都與基因有關(guān)。它同時(shí)也決定著人體健康的內(nèi)在因素,與人類的健康密切相關(guān)。本回答被提問(wèn)者和網(wǎng)友采納
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