基因識別的方法有哪些?相似基因識別新機制又是什么?
基因識別,是生物信息學(xué)的一個重要分支,使用生物學(xué)實驗或計算機等手段識別DNA序列上的具有生物學(xué)特征的片段.那么,你知道相似基因識別新機制嗎?下面一起來了解下。
《Journal of Physical ChemistryB》2008年1月24日發(fā)表的新研究稱,就算沒有任何蛋白或其他的生物分子幫助,基因也能夠找到遙遠的“親朋好友”——也就是那些與它堿基序列相似的基因。這個發(fā)現(xiàn)闡明了,相似的基因如何搜查到對方,然后聚集在一起進行物種進化的重組過程。
該研究結(jié)果證明,具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的線狀DNA,也就是基因,能識別具有相似堿基的其他基因。
搜尋到對方,是基因相互識別和彼此聯(lián)合的關(guān)鍵。只有基因識別和聯(lián)合之后,才能開始同源重組的過程,也就是雙螺旋DNA分子靠近、解開和交換部分遺傳信息,然后自身再次閉合的過程。
重組在進化和自然選擇中起到關(guān)鍵的作用,并且也是體內(nèi)修復(fù)DNA損傷主要工具,是一個非常重要的反應(yīng)過程。 在此以前,科學(xué)家不確切知道這個過程開始時,相配的基因堿基對是如何搜尋到對方的。
該研究小組中的兩人在2001年首次提出,相同的雙鏈DNA長片段可以彼此識別,僅僅由于它們兩者攜帶互補電荷的結(jié)果。這項新研究的作者進行一系列實驗,以檢驗這個理論。他們想驗證,在兩個分子之間沒有直接接觸或沒有促進蛋白的存在,這種搜尋過程照樣可以發(fā)生。
先前的研究提出,僅有10個堿基對的短鏈DNA,兩者之間的識別與蛋白質(zhì)有關(guān)。這個新研究顯示,有好幾百堿基對的長鏈DNA鏈,在沒有蛋白質(zhì)情況下,似乎能作為一個整體來彼此識別。根據(jù)這個理論,基因越長,識別的機械作用也越強。
研究人員觀察了熒光標(biāo)記DNA分子在純的溶液中的行為。他們發(fā)現(xiàn),與有不同的序列的DNA分子相比,有相同的堿基的DNA分子聚集一起的可能性大約是兩倍。
倫敦帝國大學(xué)的AlexeiKornyshev教授、該研究的作者之一,闡明了該研究結(jié)果的意義:"在一團擁擠中,沒有任何外部的幫助,相同的DNA分子能夠搜索到彼此。觀察到這點實在激動人心。這可以給相似的基因提供推動力,讓它們在沒有蛋白質(zhì)或其他的生物因子的情況下,開始復(fù)雜的重組過程。 我們小組的試驗結(jié)果看來符合這種推測。"
理解遺傳重組第一個識別階段的精確機制,有助于說明在進化、自然選擇和DNA修復(fù)過程中,機體如何盡量減少重組錯誤。這是非常重要的,因為這種錯誤被認為是老化,以及許多包括癌癥和某些老年癡呆病在內(nèi)的遺傳疾病的誘因。理解這些機制,對今后生物技術(shù)和基因療法中精確的人工重組也是必要的。
該小組目前繼續(xù)進一步的實驗工作,以確切判定這些相互作用如何進行,如預(yù)期的DNA長度依賴性。 此外,需要更進一步的研究來確定,這些在試管發(fā)現(xiàn)的相互作用是否也發(fā)生在活細胞高度復(fù)雜環(huán)境中。
值得一提的是,基因識別的主要手段是基于活的細胞或生物的實驗。通過對若干種不同基因的同源重組的速率的統(tǒng)計分析,我們能夠獲知它們在染色體上的順序。
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