关于基因重组的一些小知识

3．基因重组

DNA片段

基因重组是由于不同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。重组也是变异的一个重要来源。G·J·孟德尔的遗传定律重新被发现之后，人们逐步认识到二倍体生物体型变异很大一部分来源于遗传因子的重组。以后对噬菌体与原核生物的大量研究表明，重组也是原核生物变异的一个重要来源。其方式有细胞接合、转化、转导及溶原转变等。它们的共同特点是受体细胞通过特定的过程将供体细胞的DNA片段整合到自己的基因组上，从而获得供体细胞的部分遗传特性。20世纪70年代以来，借助于DNA重组即遗传工程技术，可以用人工方法有计划地把人们所需要的某一供体生物的DNA取出，在离体条件下切割后，并入载体DNA分子，然后导入受体细胞，使来自供体的DNA在其中正常复制与表达，从而获得具有新遗传特性的个体。

原核生物——鞭毛虫

原核生物是由原核细胞组成的生物，包括蓝细菌、细菌、古细菌、放线菌、立克次氏体、螺旋体、支原体和衣原体等。

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，并把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，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。

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关于基因重组的进一步了解

基因工程的特点是基因体外重组，即在离体条件下对DNA分子切割并将其与载体DNA分子连接，得到重组DNA。1977年美国科学家首次用重组的人生长激素释放抑制因子基因生产人生长激素释放抑制因子获得成功。此后，基因重组技术在医药以及农牧业育种等领域中取得了很多成果，预计下世纪在生产治疗心血管病、镇痛和清除血栓等药物方面将发挥更大的作用。

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——复合，因此，不包括在狭义的基因重组的范围之内。

知识小百科

生命延续为什么遗传和变异并重?

为什么我们的生命能够得以延续下来，这主要依赖于细胞内和细胞之间的一系列生理、生化效应。细胞染色体上存在着生命的基本单位基因。基因不仅具有相对的稳定性，而且还具有一定的特异性。遗传的物质基础——稳定性，而我们所知道的特异性则意味着基因的变异。生命就是在遗传和变异之中得以延续下来的。

在一定的自然或人为条件下，每个基因顺序内的个别碱基可以被另一种碱基替换，或者由于一两个单核苷酸的增减而改变整个碱基顺序，从而导致基因功能上发生改变。这些基因分子内的变化总称基因突变，是生物变异和物种进化中的一个主要因素。比如，许多农作物和禽畜之所以越来越优良，越来越适合人类的需要，就是因为基因在不断地发生变异。而我们人类能够一直发展到今天的模样，也是基于此原因。

自体复制是基因的另一个特性。在细胞周期中的s期，脱氧核糖核酸双螺旋结构解旋，两股链分开，然后在特异性酶的作用下，以每股链的碱基顺序为模板，按互补原则准确地合成另一股互补链。新旧两股链随即结合，形成与原来碱基顺序相同的两条脱氧核糖核酸双螺旋，并具备完全相同的遗传信息，从而保证了世代之间遗传的连续性。

如果我们从生物进化的角度来看，突变固然是进化过程中很重要的物质基础，但是就个体而言，大部分突变又可以说成是有害的。在长期发展过程中，物种已经得到了稳定，而个体的基因突变，很可能会造成某些病变。