關于原生生物基因重復研究進展

王叢籍

【摘 要】目的：原生生物的基因相關研究正在隨著科學技術(shù)的不斷推廣而得到深入，因此在當前，有關于原生生物基因重復的研究也得到了有效的發(fā)展。基于此，本文針對原生生物基因重復內(nèi)涵與研究，并且探索基因重復的兩種具體類型，同時通過探索基因重復的假基因化、亞功能化以及新功能化等分化特點，來有效地加深對于原生生物基因重復的研究深度。

【關鍵詞】基因重復；愿生生物；基因保留

【中圖分類號】R746 【文獻標識碼】A 【文章編號】1005-0019（2018）23--02

引言：原生生物指的是在生物界當中常見的一種真核生物，而生物的基因重復則是指含有基因的DNA片段發(fā)生了重復。我們在高中生物的學習當中，能夠從教材以及教師的講授當中，了解到有關于原生生物的一些知識。在當前有關于原生生物基因重復的研究已經(jīng)在科學領域取得了較為突出的成績，也能夠成為我們提升自身生物科學素養(yǎng)的重要來源。

1 原生生物基因重復內(nèi)涵與研究

原生生物離我們的生活并不遙遠，在初中的生物課本當中教師就已經(jīng)向我們講述了藻類等原生生物的特征。原聲生物并沒有角質(zhì)，并且生活在水里，作為一種生物具有細胞核以及有膜的細胞器。原生生物在地球當中存在了很長時間，而在原聲生物的延續(xù)過程當中，不可以忽視基因重復這一演化過程。生物在基因同源重組作用下，在含有基因的DNA片段當中發(fā)生了重復。有關于原生生物基因重復的研究已經(jīng)擁有了較為長久的歷史，

2 基因重復的類型劃分

2.1 大規(guī)?；蛑貜?基因重復主要分為兩種類型，其中大規(guī)模的基因重復是一種十分常見的類型。以草履蟲的生存演變?yōu)槔?，模式生物草履蟲就會在經(jīng)歷基因重組的活動之后，在自身當中產(chǎn)生了大量的編碼蛋白基因，并且能夠有效按照基因的重復發(fā)生順序來將其劃分成為不同的類型。分別能夠在早期、中期乃至近期等不同的時間段內(nèi)實現(xiàn)基因重組。一般情況下在這三個時期當中，同源基因產(chǎn)生的比例分別為8%、24%以及51%。除了草履蟲以外，鞭毛蟲的基因重復過程也為科學家們的研究提出了研究的依據(jù)。在鞭毛蟲的基因組當中，科學家們對于重復的基因進行提取和驗證，能夠發(fā)現(xiàn)了大約存在有2400個重復的基因，也就是說，占到了鞭毛蟲全部基因的四成，這樣的比例也證明了大規(guī)模的基因重復會發(fā)生在草履蟲、鞭毛蟲這一類的原生生物群體當中。大規(guī)模的基因重復之下，重復區(qū)域存在有一些共同的特性，能夠成為了解基因重復現(xiàn)象的論點來源。

2.2 小規(guī)?；蛑貜?除了大規(guī)模的基因重復以外，在原生生物的群體當中還存在著小規(guī)模的基因重復。一般情況下，小規(guī)模基因重復的研究范圍都限定在了基因家族當中，較為具有代表性的群體為微管蛋白、肌動蛋白以及一些其他的蛋白基因家族。在這些群體當中，能夠呈現(xiàn)出一些具有高度重復狀態(tài)的特點，同時一些核糖體基因也能夠展現(xiàn)出類似的特征。在當前研究內(nèi)容當中，小規(guī)模的基因重復一般來說都是由于具有共同的祖先，并且在同一個祖先的多次基因重復之下形成了當前的面貌。

3 基因重復的分化特點

3.1 假基因化 在原生生物基因重復的分化過程當中，呈現(xiàn)出的假基因化是一個較為常見的特征。假基因化指的是在基因重復時，由于突變導致了基因結(jié)構(gòu)受到了影響，因此在原有的基因基礎之上產(chǎn)生了一些正常功能的非功能化，假基因化的存在能夠在很多原生生物的基因重復當中得到驗證。以草履蟲這種原生生物為例，在基因重復的過程當中，經(jīng)歷了三次連續(xù)的全基因組重復就會在40000個編碼蛋白的基因當中，存在有1500個假基因，占到了整體基因比例的3.75%。這些假基因形成的原因主要是閱讀框架移動，并且具有一定的隨機性。

3.2 亞功能化 在基因重復當中，還存在有一定的特點，就是亞功能化?；蛑貜偷膩喒δ芑饕w現(xiàn)在了：由于重復基因的不同拷貝分別執(zhí)行原基因的部分功能，因此導致了在各個基因拷貝之間會存在著一些互補的功能，這些功能不是相同的，但是卻又能夠在合作的狀態(tài)下為原生生物的生長提供助力[1]。原生生物基因重復的亞功能化在草履蟲當中十分常見?？茖W家們針對草履蟲進行研究時發(fā)現(xiàn)當中所擁有的九種肌動蛋白的重復基因，不同分布狀況之下的基因都和草履蟲的運動具有一定的關聯(lián)。亞功能化下的基因重復能夠提供給新功能化的一個過渡階段，但是卻并不是最終完成的形態(tài)。

3.3 新功能化 在上文當中所提及的新功能化，實質(zhì)上指的是一些含有基因的DNA能夠在重復之后獲得了新的功能，不僅繼承了原有的能力，甚至出現(xiàn)了新的變化[2]。生物基因重復的新功能化在生物界當中并不是少見的現(xiàn)象，以葉猴科為例，這一科的生物屬于哺乳動物，但是在核糖核酸酶的基因重復過程當中，產(chǎn)生了兩個基因，并且在新產(chǎn)生的基因當中，由新的功能代替了原有的九個氨基酸，因此整體的pH值產(chǎn)生了變化，因此這些猴子雖然同屬于哺乳動物，卻不再像其他種類的猴子一樣利用昆蟲或者是果實作為食物，而是能夠利用葉子作為主要的食物?；蛑貜偷男鹿δ芑?，更是為生物的演變和進化提供了良好的基礎，并且有效幫助生物在自然界的競爭當中不斷適應更新的環(huán)境。

結(jié)論：綜上所述，基因重復是一種十分常見并且普通的生物學過程，這一過程當中原生生物利用自身的生理特征能夠進行有效的物質(zhì)遺傳，并且產(chǎn)生一些新基因或者是亞功能基因。生物學領域當中類似基因重復的知識還有很多，我們應該立足于當前的生物學系，并且能夠不斷拓展自身的知識范圍，保證能夠有效提升生物學習的質(zhì)量，并且利用實踐觀察以及實驗，來獲取更多的內(nèi)容。

參考文獻

王玲平. 不同生物中內(nèi)含子大小和豐度的系統(tǒng)分析[D].中國科學院北京基因組研究所，2014.

黃麗娟，伊珍珍，林曉鳳.原生生物基因重復研究進展[J].華南師范大學學報（自然科學版），2013，45（05）：1-6.