基因转换的生物学意义及分子机制VIP免费

基因转换的生物学意义及分子机制 BIOX.CN 来源：Biox.cn 2008 年11 月25 日 09:40 基因转换(gene conversion)是指遗传信息从一个分子向其同源分子单向传递的过程，使受体序列部分或者全部被供体序列所替代，而供体本身的序列不变。这种现象不仅在真菌中普遍存在，在线虫和哺乳动物中也存在。迄今已知该现象在原核生物和真核生物中均普遍存在。深入的研究表明基因转换在基因的致同进化(concerted evolution)、降低突变率等方面均有重要作用。本文则主要对在其他不同生物类群上的研究情况以及基因转换的分子机制等方面取得的新进展做一概述。 1. 不同生物类群中基因转换及其生物学意义 从细菌到植物乃至高等的哺乳动物，大多数非编码重复基因(研究最多的是多拷贝rRNA 基因)和多基因家族都是通过该机制保持其多拷贝基因序列的一致性，它是致同进化现象的背后机制。 1.1 原核生物中的基因转换现象 在多种原核生物上，研究表明基因转换导致了它们的多拷贝 rRNA 操纵子的基因致同进化现象。如：在大肠杆菌中有七个rRNA 操纵子，rrnA、B、C、D、E、G 和H，每个操纵子上 rRNA 基因的排列顺序为 16S-23S-5S，编码 rRNA 的基因rrn 往往是多拷贝的。Ammons 等在研究敲除 5S rRNA 基因对细胞的影响时，发现rrnB 操纵子上敲除了其中一个5S rRNA 基因后它可以通过基因转换的方式从别的操纵子上重新获得。在副溶血弧菌的一个菌株的基因组中有 11 个拷贝的rRNA 操纵子，其中10 个位于 1 号染色体上，另一个位于 2 号染色体上，其16S rRNA 基因序列是完全相同的；而在另一菌株中则含有两类操纵子，其中7 个为一类型，另外 4 个为另一类型，它们的差异是在编码 16S rRNA 可变的主干环的25 bp 中有 10 bp 的差异，Gonzalez-Escalona 等认为这种操纵子的差异是基因转换的结果。 在分析比较肠球菌属 16S RNA 序列时，发现在三个亲缘关系很近的种属菌株基因中的相同位置都含有一段相同的可变区域，这种情况被认为是因为在不同种属 16S RNA 操纵子之间发生了基因转换而实现了遗传信息的传递的结果。从以上可知，基因转换可以发生在同一菌株内的多拷贝基因之间，也可以发生在不同菌株的同一基因之间。其作用是使这些多拷贝的基因序列保持一致。 1.2 植物中的基因转换现象 植物中也发现了基因转换的现象，但不只集中在 rRNA 基因上，它是反转录转座子的序列以及质体中的基因组序列保持高度一致的机制。...