⑴ 原核生物可以进行基因突变,基因重组,染色体变异吗
在高中阶段,原核生物只能进行基因突变。
基因重组是有性生殖的生物在减数分裂形成配子时控制不同性状的基因的重新组合,在高中阶段原核生物是不能进行基因重组的,不过有些物殊情况的例子,例如:进行基因工程时人们把目的基因导入原核生物的细胞,这就是基因重组;必修二中R型细菌转变成S型细菌也是基因重组。这些特殊的例子不具普遍性,所以不能说原核生物有基因重组。
原核生物由于没有染色体,所以也就没有染色体变异。
⑵ 原核生物能发生基因重组么
况且,也可以不同,会发生接合重组,在某一位置上的转座子(一段有特征的序列,可以是同条染色体。
基因重组的方式有很多种,大肠杆菌还有
接合生殖,意思是,有性生殖产生配子的减数分裂过重中的交叉重组仅仅是一个方面。
转座重组遍布原核与真核生物,也可以反之,其间可以携带有功能的基因)经过转座酶介导的转座作用,可以从拟核dna转座到质粒上,转移到其他座位,而在原核生物中可以。
首先你要明确什么叫做
基因重组
⑶ 基因重组的重组过程
是由于不同DNA链的断裂和连接而产生DNA片段的交换和重新组合,形成新DNA分子的过程。发生在生物体内基因的交换或重新组合。包括同源重组、位点特异性重组、转座作用和异常重组四大类。是生物遗传变异的一种机制。
指整段DNA在细胞内或细胞间,甚至在不同物种之间进行交换,并能在新的位置上复制、转录和翻译。在进化、繁殖、病毒感染、基因表达以及致癌基因激活等过程中,基因重组都起重要作用。基因重组也归类为自然突变现象。基因工程是在试管内按人为的设计实施基因重组的技术,也称为重组DNA。
目的是将一个个体细胞内的遗传基因转移到另一个不同性状的个体细胞内DNA分子,使之发生遗传变异。来自供体的目的基因被转入受体细菌后,可进行基因产物的表达,从而获得用一般方法难以获得的产品,如胰岛素、干扰素、乙型肝炎疫苗等是通过以相应基因与大肠杆菌或酵母菌的基因重组而大量生产的。即基因重组
由于基因的独立分配或连锁基因之间的交换而在后代中出现亲代所没有的基因组合。
原核生物的基因重组有转化、转导和接合等方式。受体细胞直接吸收来自供体细胞的DNA片段,并使它整合到自己的基因组中,从而获得供体细胞部分遗传性状的现象,称为转化。通过噬菌体媒介,将供体细胞DNA片段带进受体细胞中,使后者获得前者的部分遗传性状的现象,称为转导。自然中转导现象较普遍,可能是低等生物进化过程中产生新的基因组合的一种基本方式。供体菌和受体菌的完整细胞经直接接触而传递大段DNA遗传信息的现象,称为接合。细菌和放线菌均有接合现象。高等动植物中的基因重组通常在有性生殖过程中进行,即在性细胞成熟时发生减数分裂时同源染色体的部分遗传物质可实现交换,导致基因重组。基因重组是杂交育种的生物学基础,对生物圈的繁荣昌盛起重要作用,也是基因工程中的关键性内容。
从广义上讲,任何造成基因型变化的基因交流过程,都叫做基因重组。而狭义的基因重组仅指涉及DNA分子内断裂—复合的基因交流。真核生物在减数分裂时,通过非同源染色体的自由组合形成各种不同的配子,雌雄配子结合产生基因型各不相同的后代,这种重组过程虽然也导致基因型的变化,但是由于它不涉及DNA分子内的断裂c复合,因此,不包括在狭义的基因重组的范围之内。
根据重组的机制和对蛋白质因子的要求不同,可以将狭义的基因重组分为三种类型,即同源重组、位点特异性重组和异常重组。同源重组的发生依赖于大范围的DNA同源序列的联会,在重组过程中,两条染色体或DNA分子相互交换对等的部分。真核生物的非姊妹染色单体的交换、细菌以及某些低等真核生物的转化、细菌的转导接合、噬菌体的重组等都属于这种类型。大肠杆菌的同源重组需要RecA蛋白,类似的蛋白质也存在于其他细菌中。位点特异性重组发生在两个DNA分子的特异位点上。它的发生依赖于小范围的DNA同源序列的联会,重组也只限于这个小范围。两个DNA分子并不交换对等的部分,有时是一个DNA分子整合到另一个DNA分子中。这种重组不需要RecA蛋白的参与。异常重组发生在顺序不相同的DNA分子间,在形成重组分子时往往依赖于DNA的复制而完成重组过程。例如,在转座过程中,转座因子从染色体的一个区段转移到另一个区段,或从一条染色体转移到另一条染色体。这种类型的重组也不需要RecA蛋白的参与。
基因重组发生在减数分裂过程和基因工程中(只要有DNA的生物都可以发生)
⑷ 原核生物能不能基因重组
可以基因重组,因为基因重组的本质是形成新的基因型。原核生物也有基因,故可以重组基因,如导入外源基因。
⑸ 基因重组的原理是什么
基因重组是指一个DNA序列是由两个或两个以上的亲本DNA组合起来的。基因重组是遗传的基本现象,病毒、原核生物和真核生物都存在基因重组现象。减数分裂或体细胞有丝分裂均有可能发生基因重组。基因重组的特点是双DNA链间进行物质交换。基因重组包括位点特异性的重组和同源重组两种类型。有整合酶催化的在两个DNA序列特异位点间发生的整合,产生位点特异的重组。另外有发生在同源序列间的同源重组,又称基本重组。
⑹ 自然条件下原核微生物基因重组的方式有哪些类型各有什么特点
原核微生物的基因重组
(一)转化 (transformation)
转化是细菌中最早被发现的遗传物质转移形式。 l928 年 Griffith 用肺炎链球菌对小鼠的感染实验以及 10 多年后 Avery 等体外转化过程的实现,转化因子 DNA 的证实,是现代生命科学发展的重要起点。
1 .几个概念
转化 受体菌直接吸收了来自供体菌的 DNA 片段,通过交换把它整合到自己的基因组中,从而获得了新的遗传特性的现象。
转化子( transformant ) 受体细胞经复制分裂后出现了供体性状的子代。
感受态 (competence) 细菌能够从周围环境中吸收 DNA 分子进行转化的生理状态。
(二) 转导 (transction)
1952 年 Zinder 和 Lederberg 在验证鼠伤寒沙门氏菌是否也存在接合现象时发现了转导现象。
通过完全缺陷或部分缺陷噬菌体为媒介,把供体细胞的 DNA 片段携带到受体细胞中,通过交换与整合,从而使后者获得前者部分遗传性状的现象,称为转导。获得新性状的受体细胞,称为转导子 (transctant) 。携带供体部分遗传物质 (DNA 片段 ) 的噬菌体称为转导噬菌体。在噬菌体内仅含有供体菌 DNA 的称为完全缺陷噬茵体;在噬菌体内同时含有供体 DNA 和噬菌体 DNA 的称为部分缺陷噬菌体 ( 部分噬菌体 DNA 被供体 DNA 所替换 ) 。
根据噬菌体和转导 DNA 产生途径的不同,可将转导分为普遍性转导和局限性转导。
1 .普遍性转导 (general transction)
通过完全缺陷噬菌体对供体菌任何 DNA 小片断的“误包”,而实现其遗传性状传递至受体菌的转导现象,称为普遍性转导。
普遍性转导的机制——“包裹选择模型”,当噬菌体侵染敏感细菌并在细菌内大量复制增殖时,亦把寄主 DNA 降解为许多小的片段,在装配时,少数噬菌体 (10 -6 一 10 -8 ) 错误地包装了宿主的 DNA 片段并能形成“噬菌体”,这种噬菌体称普遍性转导噬菌体 ( 为完全缺陷噬菌体 ) 。随着细菌的裂解,转导噬菌体也被大量释放。当这些转导噬菌体再次侵染受体菌时,其中的供体 DNA 片段被注入受体菌。 如果该 DNA 片段能与受体菌 DNA 同源区段配对,通过遗传物质的双交换而进行基因重组并形成稳定的转导子,称完全普遍性转导。如鼠伤寒沙门氏菌的 P22 噬菌体、大肠杆菌的 P1 噬菌体和枯草芽孢杆菌的 PBS1 和 SP10 等噬菌体中都能进行完全转导。 如果该 DNA 片断不能与受体菌 DNA 进行交换、整合和复制,只以游离和稳定的状态存在,而仅进行转录、转译和性状表达,称流产转异。发生流产转导的细胞在其进行分裂后,只能将这段外源 DNA 分配给一个子细胞,而另一子细胞仅获得供体基因转录、转译而形成的少量产物 -- 酶,因此在表型上仍可出现轻微的供体菌特征,每经分裂一次,就受到一次“稀释”。所以能在选择培养基上形成微小菌落就成了流成转导子的特点。
2 .局限性转导 (specialized transction)
通过部分缺陷噬的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中,并获得表达的转导现象)。转导后获得了供体部分遗传特性的重组受体细胞称为局限转导子。
(1) 局限性转导的机制——“杂种形成模型” λ噬菌体的线状双链 DNA 分子的两端为 12 个核苷酸单链(粘性未端 cos 位点),在溶源状态下,以前噬菌体状态存在于细胞染色体上。被诱导后,在裂解细菌时,其以粘性末端形成的环状分子通过滚环复制形成一个含多个基因组的 DNA 多联体,以 2 个 cos 位点之间的距离决定其包装片段的大小而进行切割、包装,最终形成转导噬菌体。在极少数情况下 ( 约 10 -5 ) ,在前噬菌体两端邻近位点上与细菌染色体发生错误的切割,使其重新形成的环状 DNA 中,同时失去前噬菌体的一部分 DNA 和增加了一段相应长度的细菌宿主染色体 DNA ,这样形成的杂合 DNA 可正常被包装、复制。形成的新转导噬菌体称为部分缺陷噬体。因为λ前噬菌体位点两端是细菌染色体的 gal + ( 发酵半乳糖基因 ) 和 bio + ( 利用生物素基因 ) ,故形成的转导噬菌体通常带有 gal + 或 bi0 + 基因,故这些部分缺陷噬菌体表示为λ dga1( 缺陷型半乳糖转导噬菌体 ) 或λ dbio( 缺陷性生物素转导噬菌体 ) 。这些转导噬菌体可重新侵入受体菌,侵入后,噬菌体 DNA 与受体菌的 DNA 同源区段配对,通过双交换而整合到受体菌的染色体组上,使受体菌获得了供体的这部分遗传特性。
( 2 )局限性转导中的低频转导与高频转导 低频转导 (LFT) :由于宿主染色体上进行不正常切离的频率极低,因而在裂解物中所含的部分缺陷噬菌体的比例是极低( 10 -4 --10 -6 )的,这种裂解物称为 LFT 裂解物。 LFT 裂解物在低 m.o.i(multiplicity of infection) 情况下感染宿主,就可获得极少量的转导子。高频转导 (HFT) :形成转导子的频率很高,理论上可达 50 %,故称之为高频转导。其原因是因为供体菌为双重溶源菌,它同时有两种噬菌体整合在细菌的染色体上。例如,大肠杆菌 K12 株,其双重溶源菌为 E.coli K12( λ / λ dg), 即其前噬体体有λ和λ dg 为缺陷噬菌体,带有供体 gal + 基因,但丢失了部分噬菌体本身的 DNA ;而λ噬菌体为正常噬菌体,不带 gal 基因,但起辅助作用,称为辅助噬菌体,可弥补λ dg 的不足,使λ dg 也能成为“完整噬菌体”而释放。这样,一个细菌便可同时等量地释放出λ dg 和λ两种噬菌体,这时的裂解物称为 HFT 裂解物,当用低 m.o.i 的 HFT 裂解物去感染另一个 E.coligal - 受体菌,是可高频率的把它转化为能发酵乳糖的 E.coli gal + 转导子。这种方式称为高频转导。
当温和噬菌体感染其宿主而使之发生溶源化时,因噬菌体的基因整合到宿主的基因组,而使后者获得了除免疫以外的新性的现象,称为溶源转变。
( 三 ) 接合 (conjugation)
指供体菌和受体菌完整细胞间的直接接触,而实现大段的 DNA 传递现象。
Iederberg 和 Tatum 于 1946 年设计了一个有名的实验,才证明了原核生物的接合现象。他们筛选出了两种不同营养缺陷型的大肠杆菌 K12 突变株,其中 A 菌株是 met- 、 bio- , B 菌株是 thr- 、 Leu- ,将它们在完全培养基上混合培养后,再涂布于基本培养基上。结果发现,在基本培养基上出现了 met + 、 bi0 + 、 thr + 、 1eu + 的原养型菌落 ( 约为 10 -7 ) ,而分别涂布的两种亲本菌株对照组都不出现任何菌落。进一步的实验证实,上述遗传重组的形成,是两个亲本细胞接合以后发生基因重组的结果。在细菌中,接合现象发研究最清楚的是 E.coli ,研究发现 E.coli 是有性别分化的,决定性别的是一种质粒,即 F 因子。
(四)原生质体融合( protoplast fusion )
通过人为的方法,使遗传性状不同的两细胞的原生质体发生融合,并进而发生遗传重组以产生同时带有双亲性状的、遗传性稳定的融合子( fusant )的过程 . 能进行原生质体融合的细胞是极其广泛的,不仅包括原核生物,而且还包括各种真核细胞。
⑺ 怎样才能基因重组
基因重组
科技名词定义中文名称:基因重组 英文名称:gene recombination 定义:造成基因型变化的核酸的交换过程。包括发生在生物体内(如减数分裂中异源双链的核酸交换)和在体外环境中用人工手段使不同来源DNA重新组合的过程。 应用学科:生物化学与分子生物学(一级学科);基因表达与调控(二级学科)
基因(遗传因子)是遗传的物质基础,是DNA(脱氧核糖核酸)分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称,是具有遗传效应的DNA分子片段。基因通过复制把遗传信息传递给下一代,使后代出现与亲代相似的性状。人类大约有几万个基因,储存着生命孕育生长、凋亡过程的全部信息,通过复制、表达、修复,完成生命繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。基因是生命的密码,记录和传递着遗传信息。生物体的生、长、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。它同时也决定着人体健康的内在因素,与人类的健康密切相关。
指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合
英文介绍
A gene is a set of segments of nucleic acid that contains the information necessary to proce a functional RNA proct in a controlled manner. They contain regulatory regions dictating under what conditions this proct is made,transcribed regions dictating the sequence of the RNA proct,and/or other functional sequence regions. The physical development and phenotype of organisms can be thought of as a proct of genes interacting with each other and with the environment,and genes can be considered as units of inheritance.(基因是一个包含必要的信息,在可控制的方式生产功能的RNA产物的核酸段。它们包含这个产品是在什么条件下发号施令的监管区域,转录区域发号施令RNA的产品序列,和/或其他功能序列。身体发育和生物体的表型可以想到作为一个相互交融的基因与环境的产品,可以继承的单位和基因。)
基因重组过程
是由于不同DNA链的断裂和连接而产生DNA片段的交换和重新组合,形成新DNA分子的过程。
发生在生物体内基因的交换或重新组合。包括同源重组、位点特异性重组、转座作用和异常重组四大类。是生物遗传变异的一种机制。
指整段DNA在细胞内或细胞间,甚至在不同物种之间进行交换,并能在新的位置上复制、转录和翻译。在进化、繁殖、病毒感染、基因表达以致癌基因激活等过程中,基因重组都起重要作用。基因重组也归类为自然突变现象。基因工程是在试管内按人为的设计实施基因重组的技术,也称为重组DNA。
有目的的将一个个体细胞内的遗传基因转移到另一个不同性状的个体细胞内DNA分子,使之发生遗传变异的过程。来自供体的目的基因被转入受体细菌后,可进行基因产物的表达,从而获得用一般方法难以获得的产品,如胰岛素、干扰素、乙型肝炎疫苗等是通过以相应基因与大肠杆菌或酵母菌的基因重组而大量生产的。即基因重组
由于基因的独立分配或连锁基因之间的交换而在后代中出现亲代所没有的基因组合。
原核生物的基因重组有转化、转导和接合等方式。受体细胞直接吸收来自供体细胞的DNA片段,并使它整合到自己的基因组中,从而获得供体细胞部分遗传性状的现象,称为转化。通过噬菌体媒介,将供体细胞DNA片段带进受体细胞中,使后者获得前者的部分遗传性状的现象,称为转导。自然界中转导现象较普遍,可能是低等生物进化过程中产生新的基因组合的一种基本方式。供体菌和受体菌的完整细胞经直接接触而传递大段DNA遗传信息的现象,称为接合。细菌和放线菌均有接合现象。高等动植物中的基因重组通常在有性生殖过程中进行,即在性细胞成熟时发生减数分裂时同源染色体的部分遗传物
质可实现交换,导致基因重组。基因重组是杂交育种的生物学基础,对生物圈的繁荣昌盛起重要作用,也是基因工程中的关键性内容。
从广义上讲,任何造成基因型变化的基因交流过程,都叫做基因重组。而狭义的基因重组仅指涉及DNA分子内断裂—复合的基因交流。真核生物在减数分裂时,通过非同源染色体的自由组合形成各种不同的配子,雌雄配子结合产生基因型各不相同的后代,这种重组过程虽然也导致基因型的变化,但是由于它不涉及DNA分子内的断裂c复合,因此,不包括在狭义的基因重组的范围之内。
根据重组的机制和对蛋白质因子的要求不同,可以将狭义的基因重组分为三种类型,即同源重组、位点特异性重组和异常重组。同源重组的发生依赖于大范围的DNA同源序列的联会,在重组过程中,两条染色体或DNA分子相互交换对等的部分。真核生物的非姊妹染色单体的交换、细菌以及某些低等真核生物的转化、细菌的转导接合、噬菌体的重组等都属于这种类型。大肠杆菌的同源重组需要RecA蛋白,类似的蛋白质也存在于其他细菌中。位点特异性重组发生在两个DNA分子的特异位点上。它的发生依赖于小范围的DNA同源序列的联会,重组也只限于这个小范围。两个DNA分子并不交换对等的部分,有时是一个DNA分子整合到另一个DNA分子中。这种重组不需要RecA蛋白的参与。异常重组发生在顺序不相同的DNA分子间,在形成重组分子时往往依赖于DNA的复制而完成重组过程。例如,在转座过程中,转座因子从染色体的一个区段转移到另一个区段,或从一条染色体转移到另一条染色体。这种类型的重组也不需要RecA蛋白的参与。
类型
基因重组是指一个基因的DNA序列是由两个或两个以上的亲本DNA组合起来的。基因重组是遗传的基本现象,病毒、原核生物和真核生物都存在基因重组现象。减数分裂可能发生基因重组。基因重组的特点是双DNA链间进行物质交换。真核生物,重组发生在减数分裂期同源染色体的非姊妹染色单体间,细菌可发生在转化或转导过程中,通常称这类重组为同源重组(homologous recombination),即只要两条DNA序列相同或接近,重组可在此序列的任何一点发生。然而在原核生物中,有时基因重组依赖于小范围的同源序列的联会,重组只限于该小范围内,只涉及特定位点的同源区,把这类重组称作位点专一性重组(site-specific recombination),此外还有一种重组方式,完全不依赖于序列间的同源性,使一段DNA序列插入另一段中,在形成重组分子时依赖于DNA复制完成重组,称此类重组为异常重组(illegitimate recombination),也称复制性重组(replicative recombination)。
自然界的基因转移和重组
自然界不同物种或个体之间的基因转移和重组是经常发生的,它是基因变异和物种进化的基础。自然界的基因转移的方式有:
接合作用:当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接触时,质粒DNA 就可从一个细胞(细菌)转移至另一细胞(细菌),这种类型的DNA转移称为接合作用(conjugation )。
转化作用(transformation) 通过自动获取或人为地供给外源DNA,使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型。
转导作用:当病毒从被感染的(供体)细胞释放出来、再次感染另一(受体)细胞时,发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组即为转导作用(transction)。
转座:大多数基因在基因组内的位置是固定的,但有些基因可以从一个位置移动到另一位置。这些可移动的DNA 序列包括插入序列和转座子。由插人序列和转座子介导的基因移位或重排称为转座(transposition )。
基因重组:在接合、转化、转导或转座过程中,不同DNA分子间发生的共价连接称基因重组。基因重组包括位点特异性的重组和同源重组两种类型。有整合酶催化的在两个DNA序列特异位点间发生的整合,产生位点特异的重组。特异重组依赖特异的DNA序列,如λ噬菌体的整和酶可识别噬菌体DNA和宿主染色体的特异靶位点,并进行选择性整合;反转录病毒整合酶识别整合反转录病毒cDNA的长末端重复序列等。另外有发生在同源序列间的同源重组,又称基本重组。同源重组依赖两分子间序列的相同或相似性,将外源DNA整合进宿主染色体。
噬菌体的基因重组
历史:1936年F. M. Burnet发表了噬菌体能产生突变体的观点,其噬菌斑的外形和野生型的有明显区别,可惜未能引起重视,以致噬菌体遗传学延迟了十几年才得以建立。
1946年第11届冷泉港学术讨论会上,在宣布一基因一酶学说的胜利,及Ledernerg、Tatum细菌杂交实验报告的同时,Hershey和Luria宣布发现了噬菌体的r,h突变,Delbrück和Hershey发表了他们各自发现的噬菌体重组,这四项重大的发现分别在1958年和1969年获得了诺贝尔奖。后两项的发现有力地推动了噬菌体遗传学的发展。
噬菌体的基因重组和细菌不同,而和真核的重组十分相似。杂交是用标记不同的噬菌体之间进行。然后计算重组噬菌体占总的子代噬菌体的比例来确定重组值。一般可以选用2-4个基因差异的噬菌体来混合感染细菌。首先把不同类型的噬菌体混合起来和细菌一起涂布在固体培养基上,细菌的浓度要达到可以长成菌苔(lawn)的水平,噬菌体的浓度要很稀。每个噬菌体感染一个细菌,经过裂解周期,宿主细胞破裂后,释放出的子噬菌体又去感染周围的细菌,结果在菌苔上形成一个圆形清亮的斑,称为噬菌斑(plaque),而一个噬菌斑来自最初涂布平板时的一个噬菌体。噬菌斑的形态必须选择容易区别的,以表示噬菌体的相应表型。单个的噬菌体只能在电镜下才可观察其形态,突变引起其形态变化没有电镜是无法鉴别的,但突变影响到生活周期,会产生不同的噬菌斑,因此通过噬菌斑的观察我们很容易观察基因型的变化与重组。
Hershey等用T2噬菌体的两个不同表型特征:噬菌斑的形态和宿主范围来进行杂交。一个噬菌体的基因型是h+r,另一个噬菌体的基因型是h r+。h+表示宿主范围(hostrange),是野生型,能在E.coli B菌株上生长,r 表示快速溶菌(rapid lysis),产生的噬菌斑大,边缘清楚。h噬菌体能在E.coli B和B/2品系上生长,r+产生小而边缘模糊的噬菌斑,能产生透明的噬菌斑,而h+因只能裂解E.coli B,所以在B和B/2的混合菌上产生的噬菌斑是半透明的。
杂交时hr+和h+r混合感染E.coli B和B/2,在B和B/2混合菌苔上出现了四种噬菌斑,表明h r+ 和h+r之间有一部分染色体在B菌株的细胞中进行了重组,释放出的子噬菌体有一部分的基因型为h+r+和h r。我们利用下面的公式就可以计算出和两个位点的重组值:
重组值=(h+r++h r)/总噬菌斑数×100%
此重组值也表示两个连锁基因之间的遗传距离。
基因重组和基因突变的区别
基因突变是指DNA分子发生碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变,从而导致遗传信息的改变。基因突变的频率很低,但能产生新的基因,对生物的进化有重要意义。发生基因突变的原因是 DNA在复制时因受内部因素和外界因素的干扰而发生差错。典型实例是镰刀形细胞贫血症。基因突变是诱变育种的理论基础。
发展
基因的分离定律1866年,奥地利学者G.J.孟德尔在他的豌豆杂交实验论文中,用大写字母A、B等代表显性性状如圆粒、子叶黄色等,用小写字母a、b等代表隐性性状如皱粒、子叶绿色等。他并没有严格地区分所观察到的性状和控制这些性状的遗传因子。但是从他用这些符号所表示的杂交结果来看,这些符号正是在形式上代表着基因,而且至今在遗传学的分析中为了方便起见仍沿用它们来代表基因。
20世纪初孟德尔的工作被重新发现以后,他的定律又在许多动植物中得到验证。1909年丹麦学者W.L.约翰森提出了基因这一名词,用它来指任何一种生物中控制任何性状而其遗传规律又符合于孟德尔定律的遗传因子,并且提出基因型和表现型这样两个术语,前者是一个生物的基因成分,后者是这些基因所表现的性状。
1910年美国遗传学家兼胚胎学家T.H.摩尔根在果蝇中发现白色复眼 (white eye,W)突变型,首先说明基因可以发生突变,而且由此可以知道野生型基因W+具有使果蝇的复眼发育成为红色这一生理功能。1911年摩尔根又在果蝇的 X连锁基因白眼和短翅两品系的杂交子二代中,发现了白眼、短翅果蝇和正常的红眼长翅果蝇,首先指出位于同一染色体上的两个基因可以通过染色体交换而分处在两个同源染色体上。交换是一个普遍存在的遗传现象,不过直到40年代中期为止,还从来没有发现过交换发生在一个基因内部的现象。因此当时认为一个基因是一个功能单位,也是一个突变单位和一个交换单位。
40年代以前,对于基因的化学本质并不了解。直到1944年 O.T.埃弗里等证实肺炎双球菌的转化因子是DNA,才首次用实验证明了基因是由DNA构成。
1955年S.本泽用大肠杆菌T4噬菌体作材料,研究快速溶菌突变型rⅡ的基因精细结构,发现在一个基因内部的许多位点上可以发生突变,并且可以在这些位点之间发生交换,从而说明一个基因是一个功能单位,但并不是一个突变单位和交换单位,因为一个基因可以包括许多突变单位(突变子)和许多重组单位(重组子)(见互补作用)。
1969年J.夏皮罗等从大肠杆菌中分离到乳糖操纵子,并且使它在离体条件下进行转录,证实了一个基因可以离开染色体而独立地发挥作用,于是颗粒性的遗传概念更加确立。随着重组DNA技术和核酸的顺序分析技术的发展,对基因的认识又有了新的发展,主要是发现了重叠的基因、断裂的基因和可以移动位置的基因。
基因诊断
通过使用基因芯片分析人类基因组,可找出致病的遗传基因。癌症、糖尿病等,都是遗传基因缺陷引起的疾病。医学和生物学研究人员将能在数秒钟内鉴定出最终会导致癌症等的突变基因。借助一小滴测试液,医生们能预测药物对病人的功效,可诊断出药物在治疗过程中的不良反应,还能当场鉴别出病人受到了何种细菌、病毒或其他微生物的感染。利用基因芯片分析遗传基因,将使10年后对糖尿病的确诊率达到50%以上。未来人们在体检时,由搭载基因芯片的诊断机器人对受检者取血,转瞬间体检结果便可以显示在计算机屏幕上。利用基因诊断,医疗将从千篇一律的“大众医疗”的时代,进步到依据个人遗传基因而异的“定制医疗”的时代。
种类:
①基因的自由组合:减数分裂(减Ⅰ后期)形成配子时,随着非同源染色体的自由组合,位于这些染色体上的非等位基因也自由组合。组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。
②基因的交叉互换:减Ⅰ四分体时期,同源染色体上(非姐妹染色单体)之间等位基因的交换。结果是导致染色单体上基因的重组,组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。
③重组DNA技术 (注:对转基因生物和转基因食品的安全性问题,应该用一分为二的观点看问题,用其利,避其害。中国规定对于转基因产品必须标明。)
应用(育种):杂交育种
应用:①为生物的变异提供了丰富的来源;
②为生物的进化提供材料;
③是形成生物体多样性的重要原因之一
⑻ 原核生物的基因重组有转化、转导和接合 等方式。受体细胞直接吸收来自供体细胞 的DNA片段,并使它整
转化过程包括有转化能力的染色体DNA片段的吸附、吸收和整合3个阶段。外源DNA首先吸附在细菌细胞表面的一些接受位点上。肺炎双球菌和枯草杆菌等细胞的接受位点没有专一性,它们能吸附同种的DNA,也能吸附大肠杆菌的DNA。流感嗜血杆菌的接受位点则只能吸附近缘细菌的DNA。DNA在和细菌刚接触时可以被洗去,在稳定吸附以后便不能洗去,但还能被核酸酶水解。DNA被细胞吸收以后便不能被外源的核酸酶水解。能吸附的DNA主要是双链状态的,在通过细胞膜进入细胞的吸收过程中DNA分子转变为单链,并以这种形式整合到细菌染色体上。整合过程又可以分5个步骤。
外源基因整合后,通过基因表达使受体细菌的表型发生相应的变化。图中所示的转化模式至少对于肺炎双球菌和枯草杆菌来讲是正确的。
⑼ 原核生物能否发生基因重组和染色体变异原因是什么
原核生物是进行无性生殖,不进行减数分裂和雌雄配子的结合,从这个角度上来说,也就不会发生基因重组。不过现在更多的是,在实验室里,通过人为的方法,将基因通过载体导入原核生物内(最常见的就是大肠杆菌E.coli,就是大家平时听到的基因工程菌),在这种情况下,就会发生基因重组。
而原核生物没有成形的染色体,也不会发生染色体变异。不过可以发生基因突变。
⑽ 原核生物能发生基因重组吗,不是有转基因吗
按照基因重组的概念,原核生物是没有基因重组的。
但是在基因工程中将目的基因加到运载体上导入原核生物的细胞中去表达,也叫基因重组。