什么是基因?基因的特点与实际应用

基因一词早由丹麦植物学家威廉·约翰森(Wilhelm Johannsen)于1909年创造,来自希腊语的起源,genos

生物体的完整DNA集合(基因组)中的基因数量因物种而异。更复杂的生物体有更多的基因。一种病毒有几百个基因。蜜蜂有大约15,000个基因。科学家估计,人类有大约25,000个基因。

一、什么是基因?

基因的概念随着遗传学、分子生物学、生物化学等领域的发展而不断完善。

遗传学的角度看,基因是生物的遗传物质,是遗传的基本单位——突变单位、重组单位和功能单位;从分子生物学的角度看,基因是负载特定遗传信息的DNA分子片段,在一定条件下能够表达这种遗传信息,变成特定的生理功能。有的生物基因为RNA。

每个基因都有许多部分。蛋白质制造指令来自称为外显子的短部分。更长的“无意义”DNA,称为内含子,位于外显子的侧面。基因还包括调节序列。虽然科学家们并不完全了解它们的功能,但调控序列有助于打开基因。

每个基因都有助于确定个体的不同特征,例如鼻子形状。充满信息,基因将相似的性状从一代传递到下一代。这就是你表弟继承爷爷鼻子的方式。

什么是基因?基因的特点与实际应用

二、基因的一般特性

1、能忠实地复制自己,以保持生物的基本特征;

2、基因能够“突变”,突变大绝大多数会导致疾病,另外的一小部分是非致病突变。非致病突变给自然选择带来了原始材料,使生物可以在自然选择中被选择出适合自然的个体。

3、基因决定性状,即基因通过转录和翻译决定多肽链的氨基酸顺序,从而决定某种酶或蛋白质的性质,而终表达为某一性状

三、基因的类别

1、调控基因(regulator and control gene)

指某些可调节控制结构基因表达的基因。调控基因的突变可以影响一个或多个结构基因的功能,或导致一个或多个蛋白质(或酶)时的改变。

2、结构基因(structural gene)

是指某些能决定某种多肽链(蛋白质)或酶分子结构的基因。结构基因的突变可导致特定蛋白质(或酶)一级结构的改变或影响蛋白质(或酶)量的改变。

此外,还有一些只转录而不翻译的基因,如核糖体RNA基因(ribosomal RNA gene),也称为rDNA基因,它们专门转录rRNA;还不转运RNA基因(transfer RNA gene),也称为tRNA基因,是专门转录tRNA的。

存在于真核生物与原核生物中的基因也有区别:

1、真核生物包括人类在内,基因主要存在于细胞核内线状的染色体上。存在于细胞质的基因位于环状的线粒体DNA上。

核内基因的DNA顺序由编码顺序和非编码顺序两部分构成,编码顺序是不连续的,被非编码顺序隔开。其次,真核的生物基因大小差别很大,例如,人类血红蛋白的基因长仅约1700bp,而假肥大型营养不良症(duchenne muscular dystrophy, DMD)基因全长2300kb,是迄今认识的巨大的人类基因。

2、原核生物 一般只有一个染色体,即一个核酸分子(DNA或RNA),大多数为双螺旋结构,少数以单链形式存在。这些核酸分子大多数为环状,少数为线状。例如大肠杆菌染色体是由4.2×106bp(碱基对)组成的双链环状DNA分子,约有3000~4000个基因,目前已经定位的基因已达900多个。

四、基因突变

基因突变是指一个基因内部可以遗传的结构的改变,又称为点突变,通常可引起一定的表型变化 。

广义的突变包括染色体畸变。

狭义的突变专指点突变。

实际上畸变和点突变的界限并不明确,特别是微细的畸变更是如此。野生型基因通过突变成为突变型基因。突变型一词既指突变基因,也指具有这一突变基因的个体。

五、基因破译

染色体是DNA的载体,基因是DNA上有遗传效应的片段,构成DNA的基本单位是四种碱基。由于每个人拥有30亿对碱基,破译所有DNA的碱基排列顺序是一项巨型工程,目前有多国科学家参与了“人类基因组计划”一起绘制完整的人类染色体排列图。

六、基因科学的应用

人们对生物的基因的结构、功能和表达等过程的深入了解,能更准确、更全面地揭示生物遗传变异的客观规律,并在实际中得以应用。

如把基因的分离、提取和人工合成基因的成功经验应用于基因工程,生产人类需要的蛋白质药物或培育动植物新品种;在医学上制备基因探针,进行基因诊断,对一些遗传病进行基因治疗。

声明:本站部分内容来源网络,旨在传递更多有价值信息,文中所使用的图片、文字内容属于相关权利人所有,不代表恒鉴网立场,如有侵权请联系本站(112293120@qq.com)第一时间删除。
(0)
上一篇 2022年7月31日 15:14:06
下一篇 2022年8月8日 13:55:19

相关文章

微信咨询
微信咨询
咨询电话

全国咨询电话:
135 3989 0008

分享本页
返回顶部