基因识别的方法有哪些?相似基因识别新机制又是什么?
基因识别,是生物信息学的一个重要分支,使用生物学实验或计算机等手段识别DNA序列上的具有生物学特征的片段.那么,你知道相似基因识别新机制吗?下面一起来了解下。
《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。
该小组目前继续进一步的实验工作,以确切判定这些相互作用如何进行,如预期的DNA长度依赖性。 此外,需要更进一步的研究来确定,这些在试管发现的相互作用是否也发生在活细胞高度复杂环境中。
值得一提的是,基因识别的主要手段是基于活的细胞或生物的实验。通过对若干种不同基因的同源重组的速率的统计分析,我们能够获知它们在染色体上的顺序。
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