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    DNA识别-比较基因组学的方法

    发布日期:2012-03-07
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    比较基因组学的方法:
            由于多个物种的基因组序列已完全测出,使得比较基因组学得以发展,并产生了新的基因识别的方法。该方法基于如下原理:自然选择的力量使得基因和DNA序列上具有生物学功能的其他片段较其他部分有较慢的变异速率,在前者的变异更有可能对生物体的生存产生负面影响,因而难以得到保存。因此,通过比较相关的物种的DNA序列,我们能够取得预测基因的新线索。2003年,通过对若干种酵母基因组的比较,人类对原先的基因识别结果作了较大的修改;类似的方法也正在应用于人类的基因组研究,并可能在将来的若干年内取得成果。

    相似基因相互识别的新机制
      《Journal of Physical ChemistryB》2008年1月24日发表的新研究称,就算没有任何蛋白或其他的生物分子帮助,基因也能够找到遥远的“亲朋好友”——也就是那些与它碱基序列相似的基因。这个发现阐明了,相似的基因如何搜查到对方,然后聚集在一起进行物种进化的重组过程。
      该研究结果证明,具有双螺旋结构的线状DNA,也就是基因,能识别具有相似碱基的其他基因。
      搜寻到对方,是基因相互识别和彼此联合的关键。只有基因识别和联合之后,才能开始同源重组的过程,也就是双螺旋DNA分子靠近、解开和交换部分遗传信息,然后自身再次闭合的过程。
      重组在进化和自然选择中起到关键的作用,并且也是体内修复DNA损伤主要工具,是一个非常重要的反应过程。 在此以前,科学家不确切知道这个过程开始时,相配的基因碱基对是如何搜寻到对方的。
      该研究小组中的两人在2001年首次提出,相同的双链DNA长片段可以彼此识别,仅仅由于它们两者携带互补电荷的结果。这项新研究的作者进行一系列实验,以检验这个理论。他们想验证,在两个分子之间没有直接接触或没有促进蛋白的存在,这种搜寻过程照样可以发生。
      先前的研究提出,仅有10个碱基对的短链DNA,两者之间的识别与蛋白质有关。这个新研究显示,有好几百碱基对的长链DNA链,在没有蛋白质情况下,似乎能作为一个整体来彼此识别。根据这个理论,基因越长,识别的机械作用也越强。
      研究人员观察了荧光标记DNA分子在纯的溶液中的行为。他们发现,与有不同的序列的DNA分子相比,有相同的碱基的DNA分子聚集一起的可能性大约是两倍。
      伦敦帝国大学的AlexeiKornyshev教授、该研究的作者之一,阐明了该研究结果的意义:"在一团拥挤中,没有任何外部的帮助,相同的DNA分子能够搜索到彼此。观察到这点实在激动人心。这可以给相似的基因提供推动力,让它们在没有蛋白质或其他的生物因子的情况下,开始复杂的重组过程。 我们小组的试验结果看来符合这种推测。"
      理解遗传重组第一个识别阶段的精确机制,有助于说明在进化、自然选择和DNA修复过程中,机体如何尽量减少重组错误。这是非常重要的,因为这种错误被认为是老化,以及许多包括癌症和某些老年痴呆病在内的遗传疾病的诱因。理解这些机制,对今后生物技术和基因疗法中精确的人工重组也是必要的。

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