基因重組是造成基因型變化的核酸的交換過(guò)程,是生物體內(nèi)細(xì)胞中DNA序列的改變?;蛑亟M是在生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中,控制不同性狀的基因重新組合。
基因重組一般發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中,包含兩種情況,一種是減一后期同源染色體上的等位基因彼此分離,非同源染色體上的非等位基因彼此結(jié)合;另一種情況是聯(lián)會(huì)時(shí)期的交叉互換。除此之外,基因工程也可以看做特殊情況下的基因重組,例如基因工程中,人們將目的基因加到運(yùn)載體上再導(dǎo)入受體細(xì)胞,這也屬于基因重組?;蛑亟M只能產(chǎn)生新的基因型不能產(chǎn)生新基因,是生物變異的主要來(lái)源(注意不是根本)。
基因重組是由于不同DNA鏈的斷裂和連接而產(chǎn)生DNA片段的交換和重新組合,形成新DNA分子的過(guò)程。 在人類的生殖細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的46條染色體
發(fā)生在生物體內(nèi)基因的交換或重新組合?;蛑亟M是生物遺傳變異的一種機(jī)制,包括同源重組、位點(diǎn)特異重組、轉(zhuǎn)座作用和異常重組四大類。
DNA重組指DNA分子內(nèi)或分子間發(fā)生的遺傳信息的重新共價(jià)組合過(guò)程。包括同源重組、特異位點(diǎn)重組和轉(zhuǎn)座重組等類型,廣泛存在于各類生物。體外通過(guò)人工DNA重組可獲得重組體DNA,是基因工程中的關(guān)鍵步驟
基因突變和基因重組的區(qū)別如下:
1、基因突變是基因的從無(wú)到有,突變產(chǎn)生新基因?;蛑亟M是原有基因的重新組合,產(chǎn)生的是新基因型。
2、發(fā)生的時(shí)間:
基因重組發(fā)生的時(shí)期是:減數(shù)分裂中四分體時(shí)期同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換和減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體的而重新組合;基因突變發(fā)生的時(shí)間是在有絲分裂和減數(shù)分裂的間期。
基因重組主要發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期和減數(shù)第一次分裂后期。
在減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期,兩條已經(jīng)自我復(fù)制的同源染色體聯(lián)會(huì)形成的四條染色單體的結(jié)合體。在減數(shù)第一次分裂時(shí),由于同源染色體的聯(lián)會(huì),使得每對(duì)同源染色體中含有四個(gè)染色單體,這時(shí)的一對(duì)同源染色體又叫一個(gè)四分體。在減數(shù)分裂中,四分體是電子顯微鏡下初級(jí)生殖細(xì)胞的一個(gè)可見(jiàn)階段。處在這個(gè)階段的初級(jí)精母細(xì)胞和初級(jí)卵母細(xì)胞中,形狀、大小相同,一條來(lái)自父方一條來(lái)自母方的染色體叫做同源染色體。同源染色體兩兩配對(duì),由于每條染色體都含有兩條姐妹染色單體,因此,配對(duì)后的每對(duì)同源染色體都含有四條染色單體,叫做四分體。
減數(shù)第一次分裂后期,是同源染色體相互分離,非同源染色體自由組合.著絲粒分裂染色單體分開(kāi),形成新的染色體并在紡錘絲的牽引下一向兩極。
通過(guò)使用基因芯片分析人類基因組,可找出致病的遺傳基因。癌癥、糖尿病等,都是遺傳基因缺陷引起的疾病。醫(yī)學(xué)和生物學(xué)研究人員將能在數(shù)秒鐘內(nèi)鑒定出最終會(huì)導(dǎo)致癌癥等的突變基因。借助一小滴測(cè)試液,醫(yī)生們能預(yù)測(cè)藥物對(duì)病人的功效,可診斷出藥物在治療過(guò)程中的不良反應(yīng),還能當(dāng)場(chǎng)鑒別出病人受到了何種細(xì)菌、病毒或其他微生物的感染。利用基因芯片分析遺傳基因,將使10年后對(duì)糖尿病的確診率達(dá)到50%以上。 未來(lái)人們?cè)隗w檢時(shí),由搭載基因芯片的診斷機(jī)器人對(duì)受檢者取血,轉(zhuǎn)瞬間體檢結(jié)果便可以顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。利用基因診斷,醫(yī)療將從千篇一律的“大眾醫(yī)療”的時(shí)代,進(jìn)步到依據(jù)個(gè)人遺傳基因而異的“定制醫(yī)療”的時(shí)代。
種類:
①基因的自由組合:減數(shù)分裂(減Ⅰ后期)形成配子時(shí),隨著非同源染色體的自由組合,位于這些染色體上的非等位基因也自由組合。組合的結(jié)果可能產(chǎn)生與親代基因型不同的個(gè)體。
②基因的交叉互換:減Ⅰ四分體時(shí)期,同源染色體上(非姐妹染色單體)之間等位基因的交換。結(jié)果是導(dǎo)致染色單體上基因的重組,組合的結(jié)果可能產(chǎn)生與親代基因型不同的個(gè)體。
③重組DNA技術(shù) (注:對(duì)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性問(wèn)題,應(yīng)該用一分為二的觀點(diǎn)看問(wèn)題,用其利,避其害。中國(guó)規(guī)定對(duì)于轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品必須標(biāo)明。)
應(yīng)用(育種):雜交育種
應(yīng)用:①為生物的變異提供了豐富的來(lái)源;
②為生物的進(jìn)化提供材料;
③是形成生物體多樣性的重要原因之一
基因重組中轉(zhuǎn)基因技術(shù)的理論基礎(chǔ)來(lái)源于進(jìn)化論衍生來(lái)的分子生物學(xué)?;蚱蔚膩?lái)源可以是提取特定生物體基因組中所需要的目的基因,也可以是人工合成指定序列的DNA片段?;蛑亟MDNA片段被轉(zhuǎn)入特定生物中,與其本身的基因組進(jìn)行重組,再?gòu)闹亟M體中進(jìn)行數(shù)代的人工選育,從而獲得具有穩(wěn)定表現(xiàn)特定的遺傳性狀的個(gè)體。該技術(shù)可以使重組生物增加人們所期望的新性狀,培育出新品種。
轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理是將人工分離和修飾過(guò)的優(yōu)質(zhì)基因,導(dǎo)入到生物體基因組中,從而達(dá)到改造生物的目的。由于導(dǎo)入基因的表達(dá),引起生物體的性狀,可遺傳的修飾改變,這一技術(shù)稱之為人工轉(zhuǎn)基因技術(shù)。
人工轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是把一個(gè)生物體的基因轉(zhuǎn)移到另一個(gè)生物體DNA中的生物技術(shù)。具有不確定性。常用的方法和工具包括顯微注射、基因槍、電破法、脂質(zhì)體等。轉(zhuǎn)基因最初用于研究基因的功能,即把外源基因?qū)胧荏w生物體基因組內(nèi)(一般為模式生物,如擬南芥或斑馬魚(yú)等),觀察生物體表現(xiàn)出的性狀,達(dá)到揭示基因功能的目的。