基因诊断常用技术方法

编码一个基因的DNA序列在基因组内完整地出现一次，称为基因拷贝作用。只出现一次的基因称“单拷贝基因(single-copy gene)”，重复出现多次的基因称“多拷贝基因(multicopy gene)”。单拷贝基因指在生物的一个染色体组中只有一份拷贝的基因，细胞中的大多数基因都是单拷贝的。其相对应的概念是多拷贝基因，指在基因组中有多份拷贝的基因，如rRNA基因，人一个细胞中约有200个拷贝

不一样。单拷贝基因指基因组中拷贝数目少，只有1个或几个的基因，大多数是属于生物体内组成性表达持家基因（管家基因）。单拷贝基因是分子系统学中的一种极有价值的分子标记，在构建生命树的主干及主干和末梢之间的分枝中将起极其重要的作用。多拷贝基因是指进化过程中，高等生物的基因组会发生大量重复。这些重复DNA序列有的继续发生进化歧异，成为与原来序列不同的新基因；有的以结构和功能仍基本相同的形式保留下来成为多拷贝基因。如为rRNA和tRNA编码的基因就是典型的多拷贝基因。单顺反子（monocistron）：真核生物基因转录产物为单顺反子，即一条mRNA模板只含有一个翻译起始点和一个终止点。多顺反子见于原核生物意指一个mRNA分子编码多个多肽链。这些多肽链对应的DNA片段则位于同一转录单位内，各自拥有起点和终点。扩展资料顺反子的概念来自遗传学中的顺反重组试验，是确定交换片段究竟在一个基因内还是属于两个基因的试验，简言之，一个顺反子就是一个基因，多顺反子就是多个基因。真核生物中也有多顺反子，比如C.elegans共有13500个基因，约25%的是多顺反子（polycistronicmRNA）。mRNA存在于原核和真核生物的细胞质及真核细胞的某些细胞器（如线粒体和叶绿体）中。RNA病毒和RNA噬菌体中的RNA既是遗传信息的载体又具有mRNA的功能。生物体mRNA种类的多少与生物进化水平有关，高等生物所含的遗传信息多，mRNA的种类也多。生物体内某种mRNA的含量根据需要而有不同，如5龄蚕后部丝腺体的主要任务是快速合成大量丝心蛋白，因而编码丝心蛋白的mRNA含量特别多。有些细菌需要不断适应外部环境，其体内编码某些诱导酶的mRNA的含量也较多。

它指基因组中拷贝数目少，只有1个或几个的基因，大多数是属于生物体内组成性表达持家基因（管家基因）。单拷贝基因是分子系统学中的一种极有价值的分子标记，在构建生命树的主干及主干和末梢之间的分枝中将起极其重要的作用。

拷贝就是数量，1拷贝的基因就是1个数量的基因，10拷贝的基因就是10个数量的基因，除了原核生物，基本上真核生物的基因都是多拷贝的，当然人工改造过的含有质粒的原核微生物和天然的原核生物也有多拷贝的

进化过程中，高等生物的基因组会发生大量重复。这些重复DNA序列有的继续发生进化歧异，成为与原来序列不同的新基因；有的以结构和功能仍基本相同的形式保留下来成为多拷贝基因。如为rRNA和tRNA编码的基因就是典型的多拷贝基因。人的一个细胞中约有200个rDNA拷贝。还有组蛋白基因，免疫球蛋白基因等都是多拷贝基因。重复频率在10^5次以上（也有人认为是数千次或百万次以上）的称为高度重复序列。有的DNA序列，在基因组中并不是只有一份，还有很多它的复制品，又称拷贝，它们的序列完全一样，多存在几份是为了转录RNA的时候速度快些，因为有些基因表达量大，需要快速的产生很多RNA,就叫“多拷贝基因”。组蛋白基因、免疫球蛋白基因、tRNA基因、rRNA基因属于多拷贝基因。人类DUF1220的拷贝有212个，而猩猩有37个，猴子只有30个。小鼠和大鼠都为单拷贝。研究者在很多地方发现这种蛋白，包括脑部神经元。这说明了某些基因的多拷贝现象与生物进化的关系。大多数情况下，结构基因在细菌染色体基因组中都是单拷贝，但是编码rRNA的基因rDNA也是多拷贝的，这样可能有利于核糖体的快速组装。

单拷贝相当于是真核生物中的单倍体，就是说某基因A，只存在与一条染色体上。

（1）真核基因组比原核基因组大得多,大肠杆菌基因组约4×106bp,哺乳类基因组在109bp数量级,比细菌大千倍；大肠杆菌约有4000个基因,人则约有10万个基因. （2）真核生物主要的遗传物质与组蛋白等构成染色质,被包裹在核膜内,核外还有遗传成分(如线粒体DNA等),这就增加了基因表达调控的层次和复杂性. （3）原核生物的基因组基本上是单倍体,而真核基因组是二倍体. （4）如前所述,细菌多数基因按功能相关成串排列,组成操纵元的基因表达调控的单元,共同开启或关闭,转录出多顺反子(polycistron)的mRNA；真核生物则是一个结构基因转录生成一条mRNA,即mRNA是单顺反子(monocistron),基本上没有操纵元的结构,而真核细胞的许多活性蛋白是由相同和不同的多肽形成的亚基构成的,这就涉及到多个基因协调表达的问题,真核生物基因协调表达要比原核生物复杂得多. （5）原核基因组的大部分序列都为基因编码,而核酸杂交等实验表明：哺乳类基因组中仅约10%的序列为蛋白质、rRNA、tRNA等编码,其余约90%的序列功能至今还不清楚. （6）原核生物的基因为蛋白质编码的序列绝大多数是连续的,而真核生物为蛋白质编码的基因绝大多数是不连续的,即有外显子(exon)和内含子(intron),转录后需经剪接(splicing)去除内含子,才能翻译获得完整的蛋白质,这就增加了基因表达调控的环节. （7）原核基因组中除rRNA、tRNA基因有多个拷贝外,重复序列不多.哺乳动物基因组中则存在大量重复序列(repetitive sequences).用复性动力学等实验表明有三类重复序列：①高度重复序列(highly repetitive sequences),这类序列一般较短,长10－300bp,在哺乳类基因组中重复106次左右,占基因组DNA序列总量的10－60%,人的基因组中这类序列约占20%,功能还不明了.②中度重复序列(moderately repetitive sequences),这类序列多数长100－500bp,重复101－105次,占基因组10-40%.例如哺乳类中含量最多的一种称为Alu的序列,长约300bp,在哺乳类不同种属间相似,在基因组中重复3-×105次,在人的基因组中约占7%,功能也还不很清楚.在人的基因组中18S/28SrRNA基因重复280次,5SrRNA基因重复2000次,tRNA基因重复1300次,5种组蛋白的基因串连成簇重复30-40次,这些基因都可归入中度重复序列范围.③单拷贝序列(single copy sequences).这类序列基本上不重复,占哺乳类基因组的50-80%,在人基因组中约占65%.绝大多数真核生物为蛋白质编码的基因在单倍体基因组中都不重复,是单拷贝的基因. 从上述可见真核基因组比原核基因组复杂得多,至今人类对真核基因组的认识还很有限,使现在国际上制订的人基因组研究计划(human gene project)完成,绘出人全部基因的染色体定位图,测出人基因组109bp全部DNA序列后,要搞清楚人全部基因的功能及其相互关系,特别是要明了基因表达调控的全部规律,还需要经历很长期艰巨的研究过程.

【答案】：Britten-Davidson调节模型假定真核细胞基因组中存在一种感应位点(sensor)，在感应位点上有由这一基因编码的感应蛋白。外来的信号物质和感应位点上的感应蛋白结合，形成复合物。这种复合物作用于与之相邻的整合基因组(integrator geneset)而转录产生激活蛋白mRNA，后者翻泽形成激活蛋白(PA、PB)。这些激活蛋白能识别位于结构基因前面的受体序列，并作用于受体序列，而使结构基因转录产生特异的酶或其他蛋白质。[考点]Britten-Davidson模型。是1969年Britten和Davidson提出来的，该模型的组成：(1)结构基因：在该模型中称为生产基因(produce gene，P)的5"端存在着一段序列称为受体序列(位点)，它可被某种激活因子(activator,A)所激活；(2)整合基因(integrator gene，Ⅰ)是产生激活物的基因；(3)感受位点(sensor site,S)负责接受生物体对基因表达的调控信号，如在氨基酸饥饿、激素水平等条件影响下能诱导整合基因合成激活物，而激活物的合成又受感受位点的控制。这个模型和原核细胞调控模型不同之处，主要在于：每一个特定的受体顺序不是只结合于一个特定的基因组，它在DNA链上有重复顺序，各重复顺序可和多个分开的结构基因组结合，而一个结构基因(或结构基因组)又可以有一个以上的受体顺序。因此一个激活蛋白可激活多个不同基因，而一个基因又可为多个激活蛋白所激活。

男性基因组除了X, Y染色体上的基因，都是双拷贝。女性基因组里面的基因都是双拷贝，虽然两条X染色体会随机失活一条。这里说的都是正常的男性，女性，有一些染色体数目异常的遗传病，核型会有44+XXY, 44+XYY等，拷贝数另论。对于细胞中的单个线粒体基因组，都是单拷贝。当然，一般细胞都有成千上万个线粒体；也有成熟红细胞等细胞类型不含线粒体。线粒体的代际遗传是母系遗传；相应地，Y染色体是父系遗传。对于基因的表达来说，人类约22000个基因中，现在已发现有150个左右的印记基因，是单拷贝（来自父源，或母源）表达的。未来数目还会增加。基因印记，与许多生物学表型和机制相关联，是一个值得大力研究的领域，无论对于基础研究还是临床都有重大意义。单拷贝基因指在生物的一个染色体组中只有一份拷贝的基因,细胞中的大多数基因都是单拷贝的其相对应的概念是多拷贝基因,指在基因组中有多份拷贝的基因,如rRNA基因,人一个细胞中约有200个拷贝.tRNA基因和某些组蛋白基因也是多拷贝的.并不是像楼上说的,单拷贝基因这个概念与DNA和RNA没有关系单拷贝基因是分子系统学中的一种极有价值的分子标记，在构建生命树的主干及主干和末梢之间的分枝中将起极其重要的作用。在细菌基因组中编码蛋白质的基因多为单拷贝基因，编码rRNA的基因为多拷贝基因。进化过程中，高等生物的基因组会发生大量重复。这些重复DNA序列有的继续发生进化歧异，成为与原来序列不同的新基因；有的以结构和功能仍基本相同的形式保留下来成为多拷贝基因。如为rRNA和tRNA编码的基因就是典型的多拷贝基因。人的一个细胞中约有200个rDNA拷贝。还有组蛋白基因，免疫球蛋白基因等都是多拷贝基因。重复频率在10^5次以上（也有人认为是数千次或百万次以上）的称为高度重复序列。有的DNA序列，在基因组中并不是只有一份，还有很多它的复制品，又称拷贝，它们的序列完全一样，多存在几份是为了转录RNA的时候速度快些，因为有些基因表达量大，需要快速的产生很多RNA,就叫“多拷贝基因”。组蛋白基因、免疫球蛋白基因、tRNA基因、rRNA基因属于多拷贝基因。人类DUF1220的拷贝有212个，而猩猩有37个，猴子只有30个。小鼠和大鼠都为单拷贝。研究者在很多地方发现这种蛋白，包括脑部神经元。这说明了某些基因的多拷贝现象与生物进化的关系。大多数情况下，结构基因在细菌染色体基因组中都是单拷贝，但是编码rRNA的基因rDNA也是多拷贝的，这样可能有利于核糖体的快速组装。进化过程中，高等生物的基因组会发生大量重复。这些重复DNA序列有的继续发生进化歧异，成为与原来序列不同的新基因；有的以结构和功能仍基本相同的形式保留下来成为多拷贝基因。如为rRNA和tRNA编码的基因就是典型的多拷贝基因。人的一个细胞中约有200个rDNA拷贝。还有组蛋白基因，免疫球蛋白基因等都是多拷贝基因。重复频率在10^5次以上（也有人认为是数千次或百万次以上）的称为高度重复序列。 有的DNA序列，在基因组中并不是只有一份，还有很多它的复制品，又称拷贝，它们的序列完全一样，多存在几份是为了转录RNA的时候速度快些，因为有些基因表达量大，需要快速的产生很多RNA,就叫“多拷贝基因”。　组蛋白基因、免疫球蛋白基因、tRNA基因、rRNA基因属于多拷贝基因。 人的一个细胞中约有200个rDNA拷贝。还有组蛋白基因，免疫球蛋白基因等都是多拷贝基因。 人类DUF1220的拷贝有212个，而猩猩有37个，猴子只有30个。小鼠和大鼠都为单拷贝。研究者在很多地方发现这种蛋白，包括脑部神经元。这说明了某些基因的多拷贝现象与生物进化的关系。 大多数情况下，结构基因在细菌染色体基因组中都是单拷贝，但是编码rRNA的基因rDNA也是多拷贝的，这样可能有利于核糖体的快速组装。

大肠杆菌16srrna是单拷贝基因单拷贝基因是分子系统学中的一种极有价值的分子标记，在构建生命树的主干及主干和末梢之间的分枝中将起极其重要的作用。进化过程中,高等生物的基因组会发生大量重复.这些重复DNA序列有的继续发生进化歧异,成为与原来序列不同的新基因；有的以结构和功能仍基本相同的形式保留下来成为多拷贝基因.如为rRNA和tRNA编码的基因就是典型的多拷贝基因.人的一个细胞中约有200个rDNA拷贝.还有组蛋白基因,免疫球蛋白基因等都是多拷贝基因.重复频率在千倍(103)以上的称为高度重复基因.人类DUF1220的拷贝有212个,而猩猩有37个,猴子只有30个.小鼠和大鼠都为单拷贝.研究者在很多地方发现这种蛋白,包括脑部神经元.这说明了某些基因的多拷贝现象与生物进化的关系.大多数情况下,结构基因在细菌染色体基因组中都是单拷贝,但是编码rRNA的基因rDNA也是多拷贝的,这样可能有利于核糖体的快速组装.

单拷贝指的是基因组上只有这一个这样的基因。如果有多个这样的基因则称为多拷贝。

1、在构建生命树的主干及主干和末梢之间的分枝中将起极其重要的作用。2、只在物种分化时才发作别离，能够更好反映物种的进化史。

这两个基因都是看家基因，在基因组中具有两个等位基因。属于单拷贝类型的基因。

利用比较基因组学方法，在河豚(Fugu rubripes)基因组中鉴定了IL-2基因(FrIL-2)。该基因为单拷贝基因，其结构、染色体定位均和人等高等动物一致，但基因非常精简。基因上游调控区含众多转录因子结合位点，3"，UTR含poly(A)加尾信号和8个细胞因子类普遍存在的转录不稳定序列；FrIL-2基因编码149个氨基酸，N端含22个氨基酸组成的信号肽，肽链内含8个Cys，其中和生物学活性相关的Cys-66和Cys-116高度保守，在结构上存在一个类似IL-2特征性功能域结构，此外还存在一些修饰位点如N-糖基化位点和N端酰基化位点。比较河豚与人、哺乳动物、鸟类等IL-2的同源性，其氨基酸序列相似性为25%~34%。研究结果为今后利用鱼类基因组数据库和生物信息学快速鉴定新的鱼类功能基因打下了方法学基础，也为进一步开展鱼类IL-2基因功能研究提供了科学依据。www.airiti.com/CEPS/ec/ecjnlarticleView.a ... 31K 2008-4-8 - 百度快照

真核生物基因的转录过程和调控方式有哪些 1、转录起始水平。这一环节是调控的最主要环节，由对基因转录活性的调控来完成，包括基因的空间结构、折叠状态、DNA上的调控序列、与调控因子的相互作用等。a.活化染色质：在真核生物体内，RNApol与启动子的结合受染色质结构的限制，需通过染色质重塑来活化转录。常态下，组蛋白可使DNA链形成核小体结构而抑制其转录，转录因子若与转录区结合则基因具有转录活性。因而基础水平的转录是限制性的，核小体的解散时必要前提，组蛋白与转录因子之间的竞争结果可以决定是否转录。组蛋白的抑制能力可因其乙酰化而降低。另外，由于端粒位置效应或中心粒的缘故，抑或是收到一些蛋白的调控，真核生物细胞可能出现10%的异染色质，异染色质空间上压缩紧密，不利于转录。b.活化基因：真核生物编码蛋白的基因含启动子元件和增强子元件（启动子：在DNA分子中，RNA聚合酶能够识别、结合并导致转录起始的序列。增强子：指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。），转录因子与启动子元件相互作用调节基因表达；转录激活因子与增强子元件相互作用，再通过与结合在启动子元件上的转录因子相互作用来激活转录。两种元件以相同的机制作用于转录。真核生物RNApol对启动子亲和力很小或没有，转录起始依赖于多个转变路激活因子的作用，而若干个调节蛋白与特定DNA序列的结合大大提高了活化的精确度，无疑是这一作用机制的一大优势。在这一作用中，增强子与适当的调节蛋白作用以增加临近启动子的转录是没有方向性的，典型的增强子可以出现在转录起始位点上游或下游。RNApol与启动子的结合一般需要三种蛋白质的作用，即基础转录因子（又名通用转录因子）、转录激活因子和辅激活因子。能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件上，参与调控靶基因转录的蛋白质又名转录因子。基础转录因子与RNApol结合成全酶复合物并结合到启动子上，转录激活因子可以以二聚体或多聚体的形式结合到DNA靶位点上，远距离或近距离作用域启动子。在远距离作用时，往往还会有绝缘子参与，以阻断邻近的增强子对非想关基因的激活；在近距离作用时，结构转录因子可以改变DNA调控区的形状，使其他蛋白质相互作用、激活转录。2、转录后水平。真核生物mRNA前体须经过5"-加帽、3"-加尾以及拼接过程、内部碱基修饰才能成为成熟度的mRNA，加帽位点与加尾位点、拼接点的选择就成了调控的手段。a.5"-加帽：几乎所有的真核生物和病毒mRNA的5"端都具有帽子结构，其作用为保护mRNA免遭5"外切酶降解、为mRNA的核输出提供转运信号和提高翻译模板的稳定性和翻译效率。实验证实，对于通过滑动搜索起始的转录过程来说，mRNA的翻译活性依赖于5"端的帽子结构。b.3"-加尾：3"UTR序列及结构调节mRNA稳定性和寿命 简述真核生物基因的转录是如何让调控的？ 基因组水平，转录水平，转录后水平，翻译水平，翻译后水平 叙述真核生物基因的调控序列 启动子，增强子，沉默子，绝缘子。自己百度，这些都是真核生物调控序列。以后想看请百度，反式作用因子和顺式作用元件。 真核生物基因转录前水平的调节主要有哪些方式如题 真核生物基因表达调控与原核生物有很大的差异。原核生物同一群体的每个细胞都和外界环境直接接触，它们主要通过转录调控，以开启或关闭某些基因的表达来适应环境条件（主要是营养水平的变化），故环境因子往往是调控的诱导物。而大多数真核生物，基因表达调控最明显的特征时能在特定时间和特定的细胞中激活特定的基因，从而实现“预定”的，有序的，不可逆的分化和发育过程，并使生物的组织和器官在一定的环境条件范围内保持正常的生理功能。真核生物基因表达调控据其性质可分为两大类：第一类是瞬时调控或叫可逆调控，相当于原核生物对环境条件变化所做出的反应。瞬时调控包括某种代谢底物浓度或激素水平升降时及细胞周期在不同阶段中酶活性和浓度调节。第二类是发育调节或称不可逆调控，这是真核生物基因表达调控的精髓，因为它决定了真核生物细胞分化，生长，和发育的全过程。据基因调控在同一时间中发生的先后次序，又可将其分为转录水平调控，转录后的水平调控，翻译水平调控及蛋白质加工水平的调控，研究基因调控应回答下面三个主要问题：①什么是诱发基因转录的信号？②基因调控主要是在那个环节（模板DNA转录，mRNA的成熟或蛋白质合成）实现的？③不同水平基因调控的分子机制是什么？回答上述这三个问题是相当困难的，这是因为真核细胞基因组DNA含量比原核细胞多，而且在染色体上除DNA外还含有蛋白质,RNA等，在真核细胞中，转录和翻译两个过程分别是在两个彼此分开的区域：细胞核和细胞质中进行。一条成熟的mRNA链只能翻译出一条多肽链；真核细胞DNA与组蛋白及大量非组蛋白相结合，只有小部分DNA是 *** 的；而且高等真核细胞内DNA中很大部分是不转录的；真核生物能够有序的根据生长发育阶段的需要进行DNA片段重排，并能根据需要增加细胞内某些基因的拷贝数等。尽管难度很大，科学家们还是建立起多个调控模型。转录水平的调控Britten和Davidson于1969年提出的真核生物单拷贝基因转录调控的模型——Britten—Davidson模型。该模型认为在整合基因的5"端连接着一段具有高度专一性的DNA序列，称之为传感基因。在传感基因上有该基因编码的传感蛋白。外来信号分子和传感蛋白结合相互作用形成复合物。该复合物作用于和它相邻的综合基因组，亦称受体基因，而转录产生mRNA，后者翻译成激活蛋白。这些激活蛋白能识别位于结构基因（SG）前面的受体序列并作用于受体序列，从而使结构基因转录翻译。若许多结构基因的临近位置上同时具有相同的受体基因，那么这些基因就会受某种激活因子的控制而表达，这些基因即属于一个组（set），如果有几个不同的受体基因与一个结构基因相邻接，他们能被不同的因子所激活，那么该结构基因就会在不同的情况下表达，若一个传感基因可以控制几个整合基因，那么一种信号分子即可通过一个相应的传感基因激活几组的基因。故可把一个传感基因所控制的全部基因归属为一套。如果一种整合基因重复出现在不同的套中，那么同一组基因也可以属于不同套。染色质结构对转录调控的影响真核细胞中染色质分为两部分，一部分为固缩状态，如间期细胞着丝粒区、端粒、次溢痕，染色体臂的某些节段部分的重复序列和巴氏小体均不能表达，通常把该部分称为异染色质。与异染色质相反的是活化的常染色质。真核基因的活跃转录是在常染色质进行的。转录发生之前，常染色质往往在特定区域被解旋或松弛，形成自由DNA，这种变化可能包括核小体结构的消除或改变，DNA本身局部结构的变化，如双螺旋的局部去超螺旋或松弛、DNA从右旋变为左旋，这些变化可导致结构基因暴露，RNA聚合酶能够发生作用，促进了这些转录因子与启动区DNA的结合，导致基因转录，实验证明，这些活跃的DNA首先释放出两种非组蛋白，（这两种非组蛋白与染色质结合较松弛），非组蛋白是造成活跃表达基因对核算酶高度敏感的因素之一。的科学家已经认识到，转录水平调控是大多数功能蛋白编码基因表达调控的主要步骤。关于这一调控机制，现有两种假说。一种假说认为，真核基因与原核基因相同，均拥有直接作用在RNA聚合酶上或聚合酶竞争DNA结合区的转录因子，第二种假说认为，转录调控是通过各种转录因子及反式作用蛋白对特定DNA位点的结合与脱离引起染色质构象的变化来实现的。真核生物DNA严密的染色质结构及其在核小体上的超螺旋结构，决定了真核基因表达与DNA高级结构变化之间的必然联系。DNA链的松弛和解旋是真核基因起始mRNA合成的先决条件。转录后水平的调控真核生物基因转录在细胞核内进行，而翻译则在细胞质中进行。在转录过程中真核基因有插入序列，结构基因被分割成不同的片段，因此转录后的基因调控是真核生物基因表达调控的一个重要方面，首要的是RNA的加工、成熟。各种基因转录产物RNA，无论rRNA、tRNA还是mRNA，必须经过转录后的加工才能成为有活性的分子。翻译水平上的调控蛋白质合成翻译阶段的基因调控有三个方面：①蛋白质合成起始速率的调控；②MRNA的识别；③激素等外界因素的影响。蛋白质合成起始反应中要涉及到核糖体、mRNA蛋白质合成起始因子可溶性蛋白及tRNA，这些结构和谐统一才能完成蛋白质的生物合成。mRNA则起着重要的调控功能。真核生物mRNA的“扫描模式”与蛋白质合成的起始。真核生物蛋白合成起始时，40S核糖体亚基及有关合成起始因子首先与mRNA模板近5"端处结合，然后向3"方向移行，发现AUG起始密码时，与60S亚基形成80S起始复合物，即真核生物蛋白质合成的“扫描模式”。mRNA5"末端的帽子与蛋白质合成的关系。真核生物5"末端可以有3种不同帽子：0型、I型和II型。不同生物的mRAN可有不同的帽子，其差异在于帽子的碱基甲基化程度不同。帽子的结构与mRNA的蛋白质合成速率之间关系密切：①帽子结构是mRNA前体在细胞核内的稳定因素，也是mRNA在细胞质内的稳定因素，没有帽子的转录产物会很快被核酸酶降解；②帽子可以促进蛋白质生物合成过程中起始复合物的形成，因此提高了翻译强度；③没有甲基化(m7G)的帽子(如GPPPN-)以及用化学或酶学方法脱去帽子的mRNA，其翻译活性明显下降。mRNA的先导序列可能是翻译起始调控中的识别机制。可溶性蛋白因子的修饰对翻译也起着重要的调控作用。 1.基因丢失：体细胞分化过程必须将某些基因永久性的关闭,最简单有效的方式就是将其丢失.2.基因扩增：发育分化、环境条件的改变,对某些产物的需要量急剧增加--增加该基因的拷贝数.3、基因重排：某些基因片段改变原来的书顺序重新排列.4、甲基化修饰,脊椎动物,DNA上特定的CpG序列的C处可发生甲基化修饰.5、染色质结构的修饰. 真核生物基因调控举例 看在什么水平上的啊,在转录水平是最基本的~ 在转录水平是顺式作用原件与反式作用因子共同作用. 顺式作用元件包括启动子,增强子和沉默子 反式作用因子是与顺势式作用原件相结合开调控真核基因表达的蛋白质分子 有一些特殊结构:螺旋-环-螺旋结构,亮氨酸拉链结构,螺旋-转角-螺旋,锌指结构,同源域 在别的水平,你参考王镜岩生化书下册~ 也不给分啊~嘿嘿,还是帮帮你吧~ 不过不知道你是不是想知道的是这个啊,要是什么最新进展,我就也不太清楚了 好像有什么RNAi,还有什么MAR基因序列,你去网上查查吧~ 真核生物基因和原核生物基因的表达有哪些主要差异? 若是高中阶段，下面这句话就差不多够用了吧。相同点：原核生物和真核生物的基因组成大体上都分为编码区和非编码区；不同点：原核生物的基因编码区是连续的，而真核生物的基因编码区是不连续的，分为内含子和外显子。 要更详细的话，下面 基因上，真核生物和原核生物基因表达不同。因为真核生物的基因结构比较复杂（有内含子、外显子之分，且有复杂的调控用非编码序列，还有多个染色体…………）具体来说： 1. 在真核细胞中，刚转录出来的RNA初级转录物包含内含子和外显子。然后在酶的催化下对它的两端进行修饰，内含子被剪切。最后成熟的RNA从细胞核迁移到细胞质，并在核糖体上翻译蛋白质。虽然这些步骤从图上看起来是一步一步按顺序完成的，事实上他们经常是同时发生的。例如，RNA加帽和拼接在RNA初级转录物完成时就开始了。 但总的说，在时间上和空间上还是分开了！ 2. 在原核生物中，mRNA的合成相对比较容易。由于原核生物细胞没有细胞核，所以转录和翻译发生在同一地方，而且细菌mRNA的翻译经常在转录完成之前就开始了。即没有时间与空间的分隔！ 而且，真核生物（除少数较低等真核生物外）一个mRNA分子一般只含有一个基因，原核生物的一个mRNA分子通常含有多个基因。 再者，二者虽然都具有核糖体，但又有不同！ 如下例： 真核生物 原核生物 核糖体 80S 70S 大亚基 60S 50S 小亚基 40S 30S 即二者内部本质组成是不同的，这也就是为什么有些抗生素类药物可以抑制细菌合成蛋白质，却对人体无害的原因！（因为这些药物对真核生物核糖体无效。） 再从转录用酶的角度，举例如RNA聚合酶： 原核生物就一种，其全酶5个亚基，核心酶有4个亚基，还要有σ因子等的配合。 真核生物有三种，各有功能。 列举如下： RNA聚合酶Ⅰ： 不受α-鹅膏蕈碱的抑制，大于10- 3mol/L 存在于核仁中，合成5.8S rRNA,18S rRNA和28S rRNA； RNA聚合酶Ⅱ： 对α-鹅膏蕈碱最为敏感，10-8— 10-9mol/L 存在于核质中，合成hnRNA， snRNA RNA聚合酶Ⅲ： 对α-鹅膏蕈碱中度敏感，在10-4— 10-5mol/L 时表现抑制； 存在于核质中，合成tRNA，5S rRNA。 此外，线粒体和叶绿体中也发现少数RNA聚合酶，但分子量小，活性低，由核基因编码，在细胞浆中合成后运送至细胞器中。 而且，原核生物中RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA ，真核生物RNA聚合酶则不能独立转录RNA 。在真核生物中，三种RNA聚合酶都必须在蛋白质转录因子的协助下才能进行RNA的转录。另外，RNA聚合酶对转录启动子的识别，也比原核生物更加复杂，如对RNA聚合酶Ⅱ来说，至少有三个DNA的保守序列与其转录的起始有关，第一个称为TATA框，具有共有序列TATAAAA，其位置在转录起始点的上游约为25个核苷酸处，它的作用可能与原核生物中的－10共有序列相似，与转录起始位置的确定有关。第二个共有序列称为CCAAT框，具有共有序列GGAACCTCT，位于转录起始位置上游约为50-500个核苷酸处。如果该序列缺失会极大地降低生物的活体转录水平。第三个区域一般称为增强子，其位置可以在转录起始位置的上游，也可以在下游或者在基因之内。它虽不直接与转录复合体结合，但可以显著提高转录效率。 再说翻译过程，例如，肽链合成的终止，都是需要一种叫终止因子或释放因子的物质的参与。 原核生物有三种： RF1(分子量：4.4万) 识别UAA、UAG 。 RF2(4.7万) 识别UAA、UGA ，并能将其结合到核糖体上，由于50S亚基的肽基转移酶的作用，而促进肽基tRNA的水解反应。 RF3(4.8万)：只有RF3与GTP(或GDP)能结合。具体作用是可增加RF1和RF2对终止密码子的亲和性。 （但它们均具有识别mRNA链上终止密码子的作用，使肽链释放，核糖体解聚。） 真核生物就一种，即eRF，分子量约为25.5万，已从动物组织中提取到。 真核生物基因转录的特点？ 在细胞核内进行，原料（游离的核糖核苷酸）通过核孔由细胞质进入核内，与解旋后的DNA单链（模板）在RNA聚合酶的催化作用下，遵循碱基互补配对原则链接为单链的mRNA(信使RNA)，再通过核孔离开细胞核。 真核生物基因转录前水平的调节主要有哪些方式如题 谢谢了 1.基因丢失：体细胞分化过程必须将某些基因永久性的关闭，最简单有效的方式就是将其丢失。2.基因扩增：发育分化、环境条件的改变，对某些产物的需要量急剧增加--增加该基因的拷贝数。3、基因重排：某些基因片段改变原来的书顺序重新排列。4、甲基化修饰，脊椎动物，DNA上特定的CpG序列的C处可发生甲基化修饰。5、染色质结构的修饰。 采纳哦

首先，原核生物DNA聚合酶分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ。Ⅰ主要是起修复的作用（比如光修复），还有就是把RNA引物切除后的空隙填补起来，Ⅱ是参与原核生物SOS修复的酶，Ⅲ是原核生物在DNA延长中起主要作用的酶。再来说真核生物，真核生物的DNA聚合酶分为α,β,γ,δ,ε,。首先我来说三个和原核生物中的Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ功能相同的酶。ε类似于原核生物DNA聚合酶Ⅰ,β类似于原核生物DNA聚合酶Ⅱ，δ类似于原核生物DNA聚合酶Ⅲ。α具有引物酶活性，而γ则是作为复制真核生物线粒体内的DNA所需要的酶。

rRNA和核糖体蛋白是1:1组成核糖体的，为什么rRNA的基因拷贝数远多与核糖体蛋白的基因？我觉得可以从以下2个原因来解释：（1）核糖体蛋白编码基因转录1个mRNA可翻译（多个）核糖体蛋白；而rDNA只能转录1个rRNA。所以要使其保持1:1的比例，必须基因比为N:1或转录活性比为N:1；（2）rRNA在生物体内的半衰期要远远短于核糖体蛋白，而为了满足足够的rRNA与核糖体蛋白结合以完成生物体内蛋白质合成的生理需求，生物体内必须要有足够的rRNA基因（即rDNA）来合成足够的rRNA，所以才会出现真核生物rRNA的基因拷贝数远多于核糖体蛋白的基因的现象！

实验目的：比较基因组学，从基因组获取单拷贝基因，并构建有根的进化树，并估计分化时间，最终画出有分化时间的进化树 实验流程： orthofinder2获取单拷贝基因——muscle多序列比对——Gblocks寻找保守位点——iqtree2构建进化树——MCMCTREE计算分歧时间—— （1）单拷贝基因的查找 Orthofinder； （2）多序列比对 Muscle / MAFFT / ClustalW / T-coffee， 本实验使用Muscle （3）调取保守区域，并收尾连接，形成supergene ，使用软件Gblocks　　 （4）进化树构建 RaxML，PhyML或Mrbayes,本实验使用iqtree2 构建树的教程： https://www.yuque.com/wusheng/gw7a9p/mcc73y （5）分化时间分析 divergence time，本实验使用mcmctree 是PAML 软件包的一个功能。分化时间进化树可视化使用MCMCTreeR （6）基因扩张收缩分析 CAFE （7）基因正选择codeML PAML中一个程序

1.高度重复序列　　重复几百万次，一般是少于10个核苷酸残基组成的短片段。如异染色质上的卫星DNA。它们是不翻译的片段。2.中度重复序列　　重复次数为几十次到几千次。如rRNA基因、tRNA基因和某些蛋白质（如组蛋白、肌动蛋白、角蛋白等）的基因。3.单一序列　　在整个基因组中只出现一次或少数几次的序列（也称为单拷贝序列或单拷贝基因），在小鼠中约占基因组的70%。如珠蛋白基因、卵清蛋白基因、丝心蛋白基因等。实验证明，所有真核生物染色体可能均含重复序列而原核生物一般只含单一序列。高度和中度重复序列的含量随真核生物物种的不同而变化。

科学家近日对比研究了人类和其他灵长类动物的基因组，发现这可能是因为人类某些基因的拷贝数与其他动物有很大不同。这一发现将有助于人们对疾病、寿命等展开更深入的研究。相关论文在线发表于7 月31 日的《基因组研究》上。 美国科罗拉多大学的James Sikela 等人比较了24000 多种人类及黑猩猩、大猩猩等8 种灵长类动物基因中的DNA。应用比较基因组杂交（CGH）技术，他们总共发现了4000 多种表现了种系特异性变化的基因拷贝，而且这个数量还随着进化不断增长。比较起来，人类比其他灵长类动物的这种基因要少得多——人类只有84 个这种基因，而狐猴则有1180 种。 这些具有多个拷贝的基因往往具有很特殊的作用。比如其中一个名为aquaporin 7 的基因，人类具有它的5 个拷贝，而其他灵长类动物只有两个。研究人员推测，这个基因可能与人类特有的运动性出汗及耐力跑有关。研究人员还确定了染色体中一些基因复制和基因损失特别活跃的区域。Sikela 表示，这些复制和损失是一把双刃剑，它能为进化提供多种可供选择的变异，但也很容易导致疾病，比如能够扩大大猩猩食谱的基因会使人类患上易导致心脏病的DiGeorge 综合征。美国加州大学圣地亚哥分校的Ajit Varki 表示，此次的研究使我们认识到，人类和其他灵长动物基因组之间的差别比我们想象的要复杂得多。此次的研究只是个开始，更明确的结果则有待于更深入的研究。

其实我也没看懂，我在网上查了好久，就是没看到精确的定义的。单拷贝基因就是该基因完整序列在单倍体基因组中只出现一次。

原核基因组中除rRNA、tRNA基因有多个拷贝外，重复序列不多。哺乳动物基因组中则存在大量重复序列(repetitive sequences)。用复性动力学等实验表明有三类重复序列：①高度重复序列(highly repetitive sequences)，这类序列一般较短，长10－300bp，在哺乳类基因组中重复106次左右，占基因组DNA序列总量的10－60%，人的基因组中这类序列约占20%，功能还不明了。②中度重复序列(moderately repetitive sequences)，这类序列多数长100－500bp，重复101－105次，占基因组10-40%。例如哺乳类中含量最多的一种称为Alu的序列，长约300bp，在哺乳类不同种属间相似，在基因组中重复3-×105次，在人的基因组中约占7%，功能也还不很清楚。在人的基因组中18S/28SrRNA基因重复280次，5SrRNA基因重复2000次，tRNA基因重复1300次，5种组蛋白的基因串连成簇重复30-40次，这些基因都可归入中度重复序列范围。③单拷贝序列(single copy sequences)。这类序列基本上不重复，占哺乳类基因组的50-80%，在人基因组中约占65%。绝大多数真核生物为蛋白质编码的基因在单倍体基因组中都不重复，是单拷贝的基因。

从生物学大面上来说，生存策略而已。一个原核生物才多大一点，如果某个细菌赖以生存的某个基因有害突变，死掉了，总共损失就一个很小的细胞；但是如果是益突变，马上就能到表型起作用。对整个群体都有益。一个真核细胞，比如人，如果某个基因有害突变，而且这个基因只有一个拷贝，那就一样只好去死，但这不仅是整个机体死亡，对于本来就不大的群体（相对于原核）来说影响也不小。从统计学来说，一个原核生物，几百到上千个基因，数量少，同样的突变率（假设），突变基因的绝对数目相对几万个基因的真核生物来说要少很多，所以真核生物需要多留几个备份，一则为了不至于受影响太大，二则也积累些突变。

众多的细胞因子有以下共同的作用特点。（1）绝大多数细胞因子为质量小于25kDa的糖蛋白，质量低者如IL-8仅8kDa。多数细胞因子以单体形式存在，少数细胞因子如IL-5、IL-12、M-CSF和TGF-β等以双体形式发挥生物学作用。大多数编码细胞因子的基因为单拷贝基因（IFN-α除外），并由4-5个外显子和3-4个内含子组成。（2）主要与调节机体的免疫应答、造血功能和炎症反应有关。（3）通常以旁分泌（paracrine)或自分泌（autocrine)形式作用于附近细胞或细胞因子产生细胞本身。在生理状态下，绝大多数细胞因子只有产生的局部起作用。（4）高效能作用，一般在pM(10-12M）水平即有明显的生物学作用。（5）存在于细胞表面的相应高亲和性受体数量不多，在10-10000/每个细胞。细胞因子受体的研究进展相当迅速，根据细胞因子受体基因DNA序列以及受体胞膜外区氨基酸序列、同源性和结构，可分为四个类型：免疫球蛋白超家族、造血因子受体超家族、神经生长因子受体超家族和趋化因子受体。（6）多种细胞产生，一种IL可由许多种不同的细胞在不同条件下产生，如IL-1除单核细胞、巨噬细胞或巨噬细胞系产生外，B细胞、NK细胞、成纤维细胞、内皮细胞、表皮细胞等在某些条件下均可合成和分泌IL-1。（7）多重的调节作用（multipleregulatoryaction),细胞因子不同的调节作用与其本身浓度、作用靶细胞的类型以及同时存在的其它细胞因子种类有关。有时动物种属不一，相同的细胞因子的生物学作用可有较大的差异，如人IL-5主要作用于嗜酸性粒细胞，而鼠IL-5还可作用于B细胞。（8）重叠的免疫调节作用（overlappingregulatoryaction),如IL-2、IL-4、IL-9和IL-12都能维持和促进T淋巴细胞的增殖。（9）以网络形式发挥作用，细胞因子的网络作用主要是通过以下三种方式：（1）一种细胞因子诱导或抑制另一种细胞因子的产生，如IL-1和TGF-β分别促进或抑制T细胞IL-2的产生；（2）调节同一种细胞因子受体的表达，如高剂量IL-2可诱导NK细胞表达高亲和力IL-2受体；（3）诱导或抑制其它细胞因子受体的表达，如TGF-β可降低T细胞IL-2受体的数量，而IL-6和IFN-γ可促进T细胞IL-2受体的表达。（10）与激素、神经肽、神经递质共同组成了细胞间信号分子系统。（11）自限性分泌。

单拷贝序列在单倍体基因组中只出现一次，因而复性速度很慢。单拷贝序列在基因组中占50-80%，如人基因组中，大约有60-65%的序列属于这一类。单拷贝序列中储存了巨大的遗传信息，编码各种不同功能的蛋白质。

原核基因基因组结构简单，没有复杂的调控机制，基因组不可能很大，肯定得在有限的碱基序列内尽可能多的编码更多的基因了，为此，原核基因组还出现了重叠基因。

总述：通过碱基对之间非共价键的形成即出现稳定的双链区，这是核酸分子杂交的基础。使单链聚合双链的过程称为退火或复性。核酸杂交技术基本上是Hall等1961年的工作开始的，探针与靶序列在溶液中杂交，通过平衡密度梯度离心分离杂交体。该法很慢、费力且不精确，但它开拓了核酸杂交技术的研究。Bolton等1962年设计了第一种简单的固相杂交方法，称为DNA-琼脂技术。变性DNA固定在琼脂中，DNA不能复性，但能与其它互补核酸序列杂交。典型的反应是用放射性标记的短DAN或RNA分子与胶中DNA杂交过夜，然后将胶置于柱中进行漂洗，去除游离探针，在高温、低盐条件下将结合的探针洗脱，洗脱液的放射性与结合的探针量呈正比。该法尤其适用于过量探针的饱和杂交实验。60年代末，Britten等设计了另一种分析细胞基因组的方法。该法是研究液相中DNA的复性以比较不同来源核酸的复杂度，典型的方法是：从不同生物体（细菌、酵母、鱼和哺乳动物等）内分离DNA，用水压器剪切成长约450核苷酸（nt）的片段。剪切的DNA液（含0.12mol/L磷酸盐缓冲液或0.18mol/LNa+），经煮沸使dsDNA热变性成ssDNA。然后冷至约60℃，在此温度孵育过程中，测定溶液一定时间内的UV260nm的吸光度（减色效应）来监测互补链的复性程度。通常该实验可比较不同来源生物DNA的复性速率，并可建立序列复杂度与动力学复杂度间的关系。 一60年代中期Nygaard等的研究为应用标记DNA或RNA探针检测固定在硝酸纤维素（NC）膜上的DNA序列奠定了基础。如Brown等应用这一技术评估了爪蟾rRNA基因的拷贝数。RNA在代谢过程中被3H尿嘧啶标记，并在过量的情况下与膜上固定的基因组DNA杂交，继而用RNase处理，消化非特异性结合的RNA。漂洗后计数以测定杂交探针的量。通过计算与已知量DNA杂交的RNA量即可评估rRNA基因数。由于当时缺乏特异探针，这种方法不能用于研究其它特异基因的表达，这些早期过量探针膜杂交试验实际上是现代膜杂交实验的基础。进入70年代早期，许多重要的发展促进了核酸杂交技术的进展。例如，对特异基因转录产物的分析和对动力学杂交实验又有兴趣。固相化的PolyU–Sepharose和寡（dT）-纤维素使人们能从总RNA中分离PolyA+RNA。用mRNA的经纯化技术可从网织红细胞总RNA中制备α-和β-珠蛋白mRNA混合物。这些珠蛋白mRNA首次被用于合成特异的探针以分析珠蛋白基因的表达。由于制备cDNA探针很繁琐，所获得cDNA的长度和纯度也不稳定。所以寻求新的探针来源是使分子杂交技术进一步推广的基础。 70年代末期到80年代早期，分子生物学技术有了突破性进展，限制性内切酶的发展和应用使分子克隆成为可能。各种载体系统的诞生，尤其是质粒和噬菌体DAN载体的构建，使特异性DNA探针的来源变得十分丰富。人们可以从基因组DNA文库和cDNA文库中获得特定基因克隆，只需培养细菌，便可提取大量的探针DNA。迄今为止，已克隆和定性了许多特异DNA探针。 由于固相化学技术和核酸自动合成仪的诞生，印迹技术，用数微克DNA就可分析特异基因。特异DNA或RNA序列的量和大小均可用Southern印迹和Northern印迹来测定，与以前的技术相比，大大提高了杂交水平和可信度。尽管取得了上述重大进展，但分子杂交技术在临床实用中仍存在不少问题，必须提高检测单拷贝基因的敏感性，用非放射性物质代替放射性同位素标记探针以及简化实验操作和缩短杂交时间，这样，就需要在以下三方面着手研究：第一，完善非放射性标记探针；第二，靶序列和探针的扩增以及信号的放大；第三，发展简单的杂交方式，只有这样，才能使DNA探针实验做到简便、快速、低廉和安全。

如何验证一个基因在基因组中是单拷贝 酶切是怎么做的基因（遗传因子）是具有遗传效应的DNA片段（部分病毒如烟草花叶病毒、HIV的遗传物质是RNA）。基因支持着生命的基本构造和性能。储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等过程的全部信息。环境和遗传的互相依赖，演绎着生命的繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。生物体的生、长、衰、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。它也是决定生命健康的内在因素。因此，基因具有双重属性：物质性（存在方式）和信息性（根本属性）。

单拷贝基因指在生物的一个染色体组中只有一份拷贝的基因,细胞中的大多数基因都是单拷贝的其相对应的概念是多拷贝基因,指在基因组中有多份拷贝的基因,如rRNA基因,人一个细胞中约有200个拷贝.tRNA基因和某些组蛋白基因也是多拷贝的.并不是像楼上说的,单拷贝基因这个概念与DNA和RNA没有关系单拷贝基因是分子系统学中的一种极有价值的分子标记，在构建生命树的主干及主干和末梢之间的分枝中将起极其重要的作用。在细菌基因组中编码蛋白质的基因多为单拷贝基因，编码rRNA的基因为多拷贝基因。

它指基因组中拷贝数目少，只有1个或几个的基因，大多数是属于生物体内组成性表达持家基因（管家基因）。单拷贝基因是分子系统学中的一种极有价值的分子标记，在构建生命树的主干及主干和末梢之间的分枝中将起极其重要的作用。

惭愧啊，伶仃一看到这个4.5S RNA，还真不知道是啥了，翻书5min未果，只好求助于网络。 NCBI上用Gene数据库查了一下，发现这个东西还有个基因名字叫ffs，而且好多都是在细菌物种里出现的，随便选了一个物种的基因组（NC_004757），用ffs基因的nt序列跟基因组blast了一下，结果只有一条比对结果，至少在我选择的这个物种上，该基因应该是单拷贝的了。 说到这个单拷贝俺跑个题，“如何确定”是“单”是“多”俺还真没想过，不过俺的第一反应是PCR，然后就是实时荧光定量PCR，再然后就是找几个可以确定是单拷贝的基因（参照基因），设计几对这些基因的PCR引物，同时设计一对目的基因的引物，保证各个扩增退火温度接近，产物的长度、GC含量等比较接近，然后就做定量PCR来对比吧，用同样的DNA提取液分成多份做平行实验，比较同一时刻的荧光强度（也就是产物浓度了），如果是接近1：1，就是单拷贝，如果是1：n，就是多拷贝，最佳结果是几个参照基因结果一致，否则就要检查一下是否有参照基因不是单拷贝的，或者扩增效率之类的问题,反正就是找原因解释清楚就是了。大体就是这样一个思路，希望有用吧。至于具体的操作，俺不清楚，4年没做过实验了，看实验技术的SOP应该就可以了吧。 再扯回来，关于那个4.5S RNA基因，俺勾勾了一下，大概的结果如下：4.5S RNA（一百多碱基长，E.coli的是114nt，保守）和ffh蛋白共同组成大部分真细菌的SRP（信号识别颗粒），真核和古细菌的要复杂些，而且4.5S好像被7S替代了（说到7S和SRP俺总算有印象了，原来就是scRNA嘛）。SRP的受体是FtsY蛋白，它们一起引导蛋白在内质网或细菌质膜上定位，而4.5S RNA与催化ffh-FtsY复合物的装配和分解有关。06年有个冷冻电镜模型认为，4.5S RNA远离核糖体的缩肽出口，并在72nt附近卷曲30度角，它跟一个暴露的信号锚序列一起结合在ffh蛋白的M域（就是C端），在ffh跟FtsY或核糖体相互作用时，ffh和4.5S RNA都发生了构象变化。大体的意思就是，这个4.5S RNA有催化作用，其催化能力的来源就是构象变化（貌似都这样哈）。再具体的你自己看paper吧，俺晕了。补充一句，那个SRP不是每个细菌都必须的。 参考资料：http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sci;288/5471/1640 http://rnajournal.cshlp.org/content/15/1/44.full

最好是单拷贝的。单拷贝的表达比较稳定，不会因为种了几代而发生重大变化。。这个以后做杂交什么的，比较方便。

黑麦（ Secale cereale , 2n = 2x = 14, RR）属于禾本科小麦族黑麦属，虽然与普通小麦（ Triticum aestivum ，Ta；2n=6x=42；AABBDD）和大麦（ Hordeum vulgare ，Hv）有亲缘关系， 但黑麦具有独特的农艺性状和基因组特性。黑麦1RS染色体臂携带的抗病基因通过远缘杂交转入小麦基因组，为小麦生产中白粉病和条锈病的防治做出了巨大贡献。此外，黑麦也可以与普通小麦远缘杂交，染色体加倍后，人工合成八倍体小黑麦，具有比黑麦更高的生物量和产量。因此，黑麦是许多国家重要的粮食和饲料作物，也是全球小麦和小黑麦改良的重要遗传资源。 威宁黑麦是我国的 栽培黑麦早抽穗优良品种，具有抗白粉病和条锈病的能力 。为了解析黑麦优良性状的遗传和分子基础，促进黑麦及相关作物的基因组和育种研究，作者对威宁黑麦进行了基因组测序和分析。 基因组： 基因注释转录组测序： 正常或胁迫（冷或干旱）条件下栽培的植物中的叶、茎、根和穗样品，以及在开花10、20、30、40天后收获的发育中的样品, 采用Illumina及Pacbio平台进行RNA-seq及Iso-Seq； 遗传图谱QTL : 295份威宁黑麦×荆州黑麦杂交的F2代样品，采用SLAF-seq进行标记开发； 抽穗基因表达 : 威宁黑麦和荆州黑麦样品，播种后4、7和10天采集叶片样品，每个时间点使用3个生物重复，使用Illumina平台进行测序； 选择进化分析 ： 已发表的101份家养黑麦和野生黑麦品种材料的公共数据，包括81份 S. cereala 、5份 S. vavilovii 、11份 S. strictum 和4份 S. sylvestre 。 流式预估黑麦基因组大小约为7.86 Gb，结合PacBio、Illumina、Hi-C、遗传图谱、BioNano光学图谱等技术进行基因组组装。最终组装 7.74 Gb 基因组（为预估基因组大小的98.47%），scaffold N50 为1.04 Gb，并将93.67%的序列挂载至 7条 染色体上（图1）。黑麦中每条染色体基因组大小均在 1G左右 （2R、3R、4R、6R、7R（~1Gb）；1R（0.94097 Gb）、5R（0.99891 Gb) ），比乌拉尔图小麦（ T. urartu ；Tu；AA型）、节节麦（ Aegilops tauschii ；Aet；DD型）、野生二粒小麦（ T. turgidum ssp. dicoccoides ；WEW；AABB型）、普通小麦（Ta）和大麦（Hv）等复杂的麦类中的 单条染色体基因组均要大 。超大的基因组及染色体，对黑麦基因组组装，特别是染色体挂载带来了巨大的挑战。 将组装结果与两个冬季黑麦品种（Lo7和Lo225）构建的染色体连锁图相比，威宁黑麦1R至7R物理图具有较高的一致性。在先前报道的Lo7的pyro-sequencing reads中97.45%可以定位到威宁基因组，平均序列同源性为97.71%，平均序列覆盖率为97.27%。 LAI值为 18.42 ，远高于先前发表的小麦和大麦基因组的LAI值。BUSCO评估结果为 96.74% 。并注释了 86,991 个蛋白编码基因。尽管黑麦基因组非常复杂，通过以上评估结果说明，本次研究构建了一个高质量的威宁黑麦基因组。 威宁黑麦基因组中 90.31% 被注释为转座子（TE），共包含537个家族的2,671,941个成员，这些TE的含量明显比普通小麦 (84.70%), 乌拉尔图小麦 (81.42%), 节节麦 (84.40%), 野生二粒小麦 (82.20%)以及大麦 (80.80%)更高。其中长末端重复反转录转座子（ LTR-RTs ）是主要的转座子，在注释的TEs中占 84.49% 。 与乌拉尔图小麦、节节麦及大麦的LTR-RTs进行比较发现 ： （1） Gypsy 是威宁黑麦基因组扩张的主要原因之一(Fig. 2a)，并且有3个LTR-RT家族（ Daniela , Sumaya , Sumana ）在威宁黑麦中特异扩张，其中 Daniela 的占比最高 (Fig. 2b)。 （2）威宁黑麦中完整的LTR-RTs插入时间存在独特的 双峰 分布(Fig. 2c)，最近一个扩增峰出现在50万年前，另一个出现在1.7 百万年（MYA）左右（与大麦相同） (Fig. 2c)。 （3）这种双峰分布模式由 Gypsy RTs 的扩增主导 (Fig. 2d)。 通过比较威宁黑麦、乌拉尔图小麦、节节麦、普通小麦（亚基因组TaA、TaB和TaD）、大麦、水稻Os（ Oryza sativa ssp. japonica）、二穗短柄草Bd（ Brachypodium distachyon ）、玉米Zm（ Zea mays ）、高粱Sb（ Sorghum bicolor ）、谷子Si（ Setaria italica ）基因组，共找到2517个单拷贝同源基因。 通过对单拷贝基因组构建进化树和计算分化时间发现，在大麦和小麦分化后（15MYA）黑麦和二倍体小麦发生了分化（9.6 MYA） (Fig. 3a)。 作者以水稻为祖先参考基因组，研究了威宁黑麦的染色体进化 。威宁黑麦与水稻共鉴定出23个大的共线性区，包含10949对同源基因，可推断出祖先染色体片段在1R到7R之间的排列（图3b）： （1）3R来源于一条古老的染色体AGK1/Os1，该染色体的一段易位到6RL； （2）1R和2R分别由两条祖先染色体组成，1R与AGK10/Os10嵌套插入AGK5/Os5有关，2R与AGK7/Os7嵌套插入AGK4/Os4有关； （3）4R, 5R, 6R,7R是通过复杂易位从至少三条祖先染色体上获得的（图3b）。 在威宁黑麦基因组与普通小麦3个亚基因组的比较中，1R、2R和3R分别与小麦1、2和3组染色体完全共线。在4R中发现与4A/4B/4D、7A/7B/7D或6A/6B/6D部分共线性的三个区域。5R与5A完全共线，与5B、5D部分共线是由于易位的4B或4D片段在5BL或5DL的长臂融合（图3c）。在6R中，观察到3个区域与6A/6B/6D、3A/3B/3D或7A/7B/7D部分共线。这些数据将有助于黑麦在禾本科比较基因组学研究以及黑麦与普通小麦杂交研究中的应用。 作者在威宁黑麦中检测到4217个单拷贝基因、23753个 分散重复基因 (DDGs) 、6659个 近端重复基因 (PDGs) 、7077个 串联重复基因(TDGs) 和1866个 片段重复基因 。转座重复基因（TrDGs）由TE活性诱导的，它们是DDGs的主要组成部分。作者以大麦为参考，在威宁黑麦中鉴定出10357个TrDG，远远大于以相同方式计算的乌拉尔图小麦（7145）和节节麦（7351）中TrDG的数量（图4b）。威宁黑麦所特有的TrDG（5926）也比乌拉尔图小麦（3513）和节节麦（3327）所特有的TrDG更多（图4b）。 接下来作者研究了黑麦淀粉生物合成相关基因（SBRGs）中的基因复制。研究发现 这些重复类型在黑麦淀粉生物合成相关基因（SBRGs）中普遍存在，并且不同的 SBRG 的复制基因之间往往表现出表达差异，说明不同类型的基因复制可以丰富黑麦基因在重要生物过程中的遗传多样性 （图4c），这些黑麦 SBRGs 的新变化可能为调控植物淀粉生物合成和性质提供新的酶活性，因此解析全套黑麦 SBRGs 有利于提高黑麦的产量潜力和营养品质。 与小麦和大麦相似，黑麦在胚乳组织中积累了丰富的储存蛋白SSPs。作者利用威宁基因组组装技术对黑麦SSP基因座进行了分析。 在威宁黑麦中未发现小麦低分子量麦谷蛋白亚基（LMW-GSs）或大麦B-hordein的同源序列（图5b）， 表明在黑麦进化过程中携带这些基因的染色体片段缺失 ，这可能是1BL1RS易位系小麦品种中，品质受影响的主要原因。 并且在威宁黑麦基因组中未发现α-醇溶蛋白基因， 这说明小麦及其近缘种的α-醇溶蛋白（α-gliadin）基因可能在小麦和黑麦分化之后进化产生的。 这些SSP分析结果阐明了黑麦碱基因座的结构和组成，这将有助于进一步研究黑麦、小黑麦和小麦的加工和营养品质。 作者利用iTAK预测了威宁黑麦和其他8种禾本科植物的TF基因 ，在注释的65个转录因子基因家族中，威宁黑麦有28个家族成员增加，其中AP2/ERF TF基因家族成员增加幅度较大。威宁黑麦的 抗病相关基因（DRA ）数量（1989）比乌拉尔图小麦（1621）、节节麦（1758）、大麦（1508）、二穗短柄草（1178）、水稻（1575）以及普通小麦的A（1836）、B（1728）和D（1888）亚基因组多。 鉴于AP2/ERF TFs和DRA基因在植物对非生物逆境和生物逆境的反应中的重要作用，上述发现可能有助于黑麦和相关作物的有效遗传研究和分子改良。 在长日照条件下，威宁黑麦比荆州黑麦提前抽穗10-12天（图6a），这与威宁黑麦茎尖分生组织发育更快有关（图6b）。在威宁黑麦基因组中，注释到在长日照条件下高表达的两个开花位点（FT）基因 ScFT1 （ScWN4R01G446100）和 ScFT2 （ScWN3R01G192500）。播种后7天和10天， ScFT1 和 ScFT2 在威宁黑麦中的表达水平显著高于荆州黑麦（图6c），且ScFT蛋白在黑麦中积累到相对较高水平，而荆州黑麦中几乎没有（图6d）。检测到的ScFT蛋白的大小（~29 kDa）比预测出的ScFT1和ScFT2的分子量大（~19 kDa）（图6d），表明ScFT蛋白具有潜在的翻译后修饰。用高效检测磷蛋白的磷酸标记SDS-PAGE分析表明，威宁黑麦中ScFT确实发生了翻译后磷酸化修饰。 作者突变了ScFT2磷酸化相关的两个残基（S76和T132），并为ScFT2构建了一系列去磷模拟位点（S76A、T132A和S76A/T132A）和磷模拟位点（S76D、T132D和S76D/T132D）。当使用马铃薯X病毒载体在烟草中进行外源表达时，ScFT2和去磷双突变体ScFT2 S76A/T132A 相对于游离GFP（对照）和其他ScFT2突变体，表现出持续促进烟草生长（图6e）。与GFP相比，ScFT2和三个去磷突变体（ScFT2 S76A 、ScFT2 T132A 及ScFT2 S76A/T132A ）的异位表达提高了开花植株的百分比，ScFT2 S76A/T132A 尤其明显，但在表达三个拟磷突变体（ScFT2 S76D , ScFT2 T132D , or ScFT2 S76D/T132D ）中没有观察到这种促进作用（图6f）。免疫印迹分析表明，ScFT2、ScFT2 S76A 、ScFT2 T132A 和ScFT2 S76A/T132A 在烟草植株中的积累量相当高，但ScFT2 S76D 、ScFT2 T132D 和ScFT2 S76D/T132D 在烟草植株中的积累量却很低（图6g）。因此，保守的S76和T132残基的改变影响了ScFT2控制植物开花的功能，这与ScFT2蛋白稳定性的改变有关。本研究首次发现FT磷酸化对开花时间控制的影响，为更全面地探索FT蛋白控制植物开花的分子和生化机制提供了新的途径。 作者进一步研究了光周期 Photoperiod （ Ppd ）基因的表达，该基因在长日照条件下正调控FT的表达。在威宁和荆州黑麦的转录组分析中发现了一个表达 Ppd 的基因 ScPpd1 （ScWN2R01G043000）。该基因在威宁黑麦内的表达非常早，在播种2 天后达到表达高峰；而荆州黑麦在播种4天后才达到高峰（图6h）。根据 ScPpd1 对黑麦抽穗期的调控作用，研究者利用威宁×荆州F2代群体，检测到与前期研究一致的三个主效抽穗期QTL（ Hd2R、Hd5R 和 Hd6R ）。 对驯化基因的分析可以促进对作物性状的理解和改良，但在黑麦中这类基因的分子分析方面进展甚微。作者通过全基因组选择清除分析，利用在栽培黑麦和瓦维洛夫黑麦（ S. vavilovii ）之间鉴定的123647个SNPs，挖掘黑麦驯化相关染色体区域和基因座。DRI、 F ST 、XP-CLR分析中，共同识别到11个选择信号（图7a-c）。通过与水稻和大麦的共线性比较，发现了一些可能的选择清除位点，包括已在水稻或大麦中已被功能分析的 ScBC1 、 ScBtr 、 ScGW2 、 ScMOC1 、 ScID1 和 ScWx 的同源基因（图7a-c）。 检测到的 ScID1 基因座包含一对具有相同编码序列的 ScID1 同源序列（ScWN6R01G057200和ScWN6R01G057300，下称 ScID1.1 和 ScID1.2 ）（图7d）。ScID1.1和ScID1.2蛋白与玉米ID1（63.19%）和水稻RID1（65.34%）具有很强的同源性，这两个蛋白在玉米和水稻中都被发现调控着从营养体向花发育的转换。 ScID1.1 和 ScID1.2 在威宁黑麦幼叶中的表达水平高于荆州黑麦（图7e）。在威宁×荆州分离的F2群体中， ScID1 JZ/JZ 纯合植株的平均抽穗期显著晚于 ScID1 JZ/WN 或 ScID1 WN/WN 个体（图7f），这与荆州黑麦相对于威宁黑麦的晚花表型相一致（图6a）。以上结果表明 ScID1 可能参与了抽穗期的调控，并可能通过黑麦驯化进行选择，使作物成熟度得到适当的调整，以更好地适应生长环境。 总结 本研究对我国栽培的优良品种威宁黑麦进行了基因组测序，基因组组装大小为7.74 Gb，其中93.67%被挂载到7条染色体上，重复序列占总基因组的90.31%。并基于高质量基因组揭示了全基因组基因复制及其对淀粉生物合成基因的影响，解析了复杂储存蛋白基因座位点、早抽穗性状的基因表达特征以及黑麦中与驯化相关的染色体区域和基因座。本次研究结果对黑麦的基因组特性及其农艺性状调控基因有了新的认识，获得了对进一步研究黑麦驯化遗传基础可能有用的染色体区域和基因座。威宁黑麦基因组组装对于破解黑麦基因组生物学，深化比较谷类基因组学研究，加速黑麦及相关谷类作物的遗传改良具有重要价值。 A high-quality genome assembly highlights rye genomic characteristics and agronomically important genes https://mp.weixin.qq.com/s/xl2NsMrbn59nrbfSdD-kCg

纵观各领域焦点文献，不难发现，目前研究者们主要采用四种组装策略： 第一种策略 是依赖于亲本序列进行高效组装的Trio-binning[1]（Illumina+PacBio）法。这种方法虽简便易行，但在亲本为杂合子时易出现reads的错误划分； 第二种策略 是不依赖亲本序列，结合Hi-C数据，产出染色体级别单倍型的DipAsm[2]（HiFi+Hi-C）法，但对高度杂合区域易出现错误划分； 第三种策略 是有效利用HiFi reads生成高质量单倍体的Hifiasm[3]法，与DipAsm相比，Hifiasm不仅保持了不依赖亲本从头组装的优势，还降低了对Hi-C数据的依赖性，简化了流程，一键式实现组装和定相，且可整合Hi-C数据帮助挂载，正逐渐成为高质量组装的首选方法； 第四种策略 是多倍体组装策略——PolyGembler[4]或nPhase[5]法。其中前者分型需要提供家系数据，后者需要提供参考基因组序列。 由此可见，异源多倍体单倍型分型原则上需提供亲本序列，若不能提供，至少要提供其进化上的祖先种/近似祖先种序列（用于比对来拆分不同的亚基因组），并在后期帮助挂载。到此，单倍型组装的主流策略已介绍完毕，细心的你更青睐哪种策略呢？ 虽然大家已经对单倍型组装策略有了一定了解，但我们仍需再趁热打铁一把，继续从文章分析内容出发，深入了解下单倍型基因组的研究思路！ 一、研究背景 茶是一种极为重要的经济作物，含有多种被认为对人体健康有益的多酚化合物。茶树是无性繁殖农艺作物，这种无性繁殖能有效地保持有价值的基因型，避免其因分离或有性重组而丢失。同时无性繁殖也容易导致作物积累有害突变，造成植物突变负荷升高。个体中高水平的有害突变最终会降低相对适合度，从而降低农艺表现。目前关于茶的遗传负荷响应机制尚不清楚。本研究将通过组装茶单倍型基因组，对等位基因特异性表达进行分析，并结合全基因组重测序数据对群体遗传进化进行分析，以预测对茶树驯化育种具重要价值的分子机制。 二、材料方法 PacBio+Illumina+Hi-C组合测序策略。以1个铁观音（TGY）个体为样本，结合129个全基因组重测序数据和近期发表的61个非冗余全基因组重测序资料构建了一个完整的数据集。 三、主要结果 1.铁观音单倍型基因组组装 TGY的基因组大小约为3.15 Gb，杂合度为2.31%。文章首先使用PacBio长序列对初始contigs进行组装，随后使用Illumina短序列进行纠正，获得了大小为5.41 Gb的基因组，表明整个基因组具有高杂合度。接着，文章对杂合序列使用Khaper程序进行处理，得到大小为3.06 Gb的嵌合式基因组，此时contig N50为1.94 Mb，BUSCO完整性评估结果为93.7%。最后，文章利用TGY基因组的高杂合性，使用ALLHiC和Canu进行单倍型拆分和定相，从而产生15对假染色体和5.98 Gb的锚定序列。共线性分析结果显示：两种单倍型的基因序列高度一致。同时对单倍型间序列差异进行分析，发现两种单倍型之间序列的重叠率为98.3%。 2. 铁观音单倍型基因组与茶树基因组变异研究 文章首先对单倍型基因组进行选择压力分析，发现86.9%的等位基因对包含至少一个非同义替换。这些差异表明，TGY单倍型基因组对揭示等位基因结构和功能差异具参考意义。随后文章对不同组织中等位基因表达情况进行分析，发现大多数等位基因的表达模式是一致的，例如单倍型B的CsSRC2基因在第二个外显子中具有两个3-bp的插入和一个78-bp的缺失，引入了两个额外的氨基酸（赖氨酸和天冬酰胺）和蛋白质序列中26个氨基酸的去除。而在单倍型A中也检测到一个非同义突变，使氨基酸由谷氨酰胺变为组氨酸。对CsSRC2进行转录表达水平分析，结果显示，在不同组织中CsSRC2等位基因表达模式一致。另外，文章还发现了386个在组织中表达有差异的等位基因，其中几个基因与挥发性有机化合物的生物合成有关，包括黄酮、黄酮醇和萜类化合物。随后文章对等位基因差异表达（ASE）结果进行统计，发现在14,691个基因中，有4,423个基因（30.1%）在茶叶中表现出显著的ASE。同时在6个组织中有1,528个基因偏向于一个等位基因的表达，这些基因通常与核糖体、自噬作用、转录因子和剪接体等多种生物学过程相关，提示减少有害突变的关键因子可能与基本生物功能中差异表达的基因相关联。 文章又收集了129份茶树材料和已发表的61份重测序茶树样品，进行了全基因组重测序，分析确定了9,407,149个SNPs和829,388个小Indels (< 10 bp)。文章接着利用496,448个单拷贝基因的SNPs进行系统发育分析，结果显示茶树主要分成3个类群：C. taliensis、C. sinensis var. sinensis（CSS）和C. sinensis var. assamica（CSA）。使用SplitsTree和TreeMix进行分析，结果显示茶树系统发育关系网络复杂，且茶树群体之间存在显著的基因交换。文章最后对CSA和CSS驯化基因进行分析，发现两个品种具有不同的芳香化合物、株高和耐寒性等特点，可能与驯化过程中人工选择作用相关。 四、研究结论 该研究清楚地表明现代栽培品种种内和种间基因渐渗对遗传多样性的贡献，为茶树的进化历史提供了遗传学和分子生物学方面的见解。同时，该研究表明，PacBio+Illumina+Hi-C测序技术可以助力准确单倍型基因组组装，为分析变异与驯化机制提供基因组资源。 一、研究背景 荔枝是重要的热带水果，在20多个国家都有种植，其突出的营养成分和诱人的颜色，使其成为国际市场上具有吸引力的热带或亚热带水果之一。依据果实成熟期差异，荔枝品种可分为极早熟品种（EEMC）、中早熟品种（EMC）和晚熟品种（LMC）。果实品质较好的品种通常归属于LMC类群，而EEMC类群的品种数量较少，生产价值较低。然而造成荔枝品种差异的分子机制尚不清楚。研究荔枝基因组的结构和进化对促进荔枝及无患子科近缘植株的遗传改良具重要价值。 二、材料方法 PacBio+Illumina +Hi-C+10x Genomics组合测序策略。以妃子笑为高质量参考基因组，结合72份野生或栽培种质全基因组重测序资料构建数据集。 三、主要结果 1. 妃子笑单倍型基因组组装 妃子笑的初始组装基因组大小为962Mb，基因组杂合度2.27%。文章使用流式细胞仪或Survey方法评估基因组大小约为500或460Mb，说明初始组装版本包含两套染色体信息。所以文章首先使用HaploMerger2进行单倍型分型，选择与流式预估大小相近的基因组结合Hi-C数据进行挂载，得到了15条假染色体（pseudochromosomes），大小为470Mb，BUSCO评估结果为96.2%。由于妃子笑基因组具高杂合度，使得文章能够接着利用 SNPs的reads分型组装方法和10x Genomics测序数据，成功组装出妃子笑的两个单倍型基因组，然后利用不同群体材料全基因组重测序数据与15对染色体序列进行比对，根据覆盖度的差异获得了云南单倍型（HY，450M）基因组和海南单倍型（HH，455M）基因组，指明了妃子笑基因组的来源。最后文章对获得的单倍型进行了准确性的分析，发现HY和HH基因组序列之间总SNPs的平均杂合度为2.38%，与k-mer估计值2.27%相似，说明此次单倍型分型是准确的。 2. 荔枝全基因组复制事件和变异分析 生成单倍型基因组后，文章首先对荔枝基因组进行了全基因组复制事件（WGD）分析，发现荔枝仅发生过核心双子叶植物共有的全基因组三倍化事件，说明以荔枝为代表的无患子科近期没有发生WGD。随后，文章又收集了34份野生荔枝品种和38份栽培荔枝品种进行全基因组重测序分析，共鉴定出80,235,643个变异，为荔枝的遗传驯化研究提供参考。 3. 荔枝基因组等位基因差异表达分析 由于荔枝基因组中相关等位基因差异表达可能对其生长和进化产生深远影响。文章继续对35个荔枝样品中等位基因表达情况进行分析，发现约14,000个差异等位基因（DEAs）处于稳定差异表达状态。随后文章继续对妃子笑荔枝样品中等位基因表达情况进行分析，确定了13,517个DEAs。接着文章对DEAs分布区域进行汇总，发现这些DEAs在某些基因组区域中高度富集，例如，许多DEAs积聚在5号染色体的3′端。同时，文章发现与非差异表达的等位基因（EEAs）相比，DEAs的启动子、内含子以及3"UTR和5"UTR具有更高的SNPs密度，这表明DEAs表达量的差异可能与转录因子和启动子区的序列变异有关。最后文章对不同区域SNPs密度进行分析，发现外显子中的SNPs密度显著低于其他区域（例如，外显子与启动子的差异为1.47倍），同时对于这些外显子SNPs，转换比颠换更为普遍，且多数是非同义的。因此，文章推测DEAs的两个等位基因可能具不同功能，导致其对突变的耐受性较低。 为了剖析荔枝果实成熟的调控网络，文章使用72个种质进行了全基因组关联分析（GWAS），发现一个开花相关基因（LITCHI019307）在荔枝中具差异表达。接着文章对不同品种基因结构进行分析，发现HY基因组中鉴定到的3.7 kb缺失片段可能有助于解释荔枝种质之间COL307差异表达和开花时间差异。 四、研究结论 该研究通过PacBio+Illumina+Hi-C+10x Genomics测序技术，结合全基因组重测序数据，助力准确单倍型基因组组装，并对等位基因在不同组织中差异表达情况进行分析，为利用变异助力驯化机制提供基因组与转录本资源。同时结合全基因组关联分析，为分子育种和基因组选择提供了理想的靶标，为培育多样化荔枝品种提供参考。 一、研究背景 生姜，广泛的药用植物和香料之一，是许多国家传统药用系统中最著名的非处方药之一。目前全球有超过39个国家在种植生姜，中国和印度是两个生姜生产大国。FAO的数据显示，2019年全球生姜产量为408万吨，是世界贸易中具重要经济价值的植物。同时生姜中具有多种生物活性化合物。其中，姜辣素依据其药理特性，被认为是生姜中最重要的药用化合物。然而，在姜属中，迄今为止只有叶绿体基因组序列已公布，可用来进行代谢相关研究的高质量基因组组装研究仍未开展，这种基因组资源的缺乏严重阻碍了人们对生姜基因组进化和姜辣素生物合成途径的理解。本研究将通过获得生姜高质量基因组与拆分单倍型基因组，进一步揭示生姜生物学和育种相关内容，并为物种特异性姜辣素生物合成途径提供依据。 二、材料方法 PacBio+Illumina +Hi-C组合测序策略。 三、主要结果 1. 生姜高质量基因组和单倍型基因组组装 为了对生姜的基因组大小进行评估，文章进行了k-mer分析，结果表明生姜基因组大小约为1.59 Gb，杂合度为3.6%。文章使用Illumina、PacBio和Hi-C测序数据，对生姜" Zhugen "（2n = 2x = 22）基因组进行组装。首先文章使用Falcon软件进行基因组contigs的从头组装，并使用Falcon phase进行定相。然后文章用Arrow抛光contigs并用Pilon校正。得到单倍型1和单倍型0。最后文章使用Hi-C数据辅助挂载，并获得了两套染色体水平的单倍型基因组，其中单倍型1的基因组大小为1.53 Gb，包含669个contigs（N50为4.68 Mb）。而单倍型0的基因组大小为1.51 Gb，具有636个contigs（N50为5.28 Mb）。 2. 生姜单倍型基因组间的比较分析和等位基因差异表达分析 文章使用PacBio长序列验证单倍型1和单倍型0。发现PacBio长序列和单倍型1之间有97.95%的重叠，与单倍型0有98.1%的重叠，而两种单倍型之间的杂合率为3.78%，与k-mer分析一致，表明单倍型间的分相是精确的。为了进一步了解单倍型间的差异，文章继续对两种单倍型的选择压力进行分析，发现二者单拷贝基因的Ka / Ks比率是一致的，这意味着两种单倍型在生姜的驯化历史中经历了相似的选择压力。此外，文章通过共线性分析在两种单倍型之间共鉴定到了57个主要共线性块，且包含12个反转，表明单倍型间仍存在差异。随后文章继续对两种单倍型间的同源基因进行分析，共鉴定到了55,635个同源基因（占所有注释基因的72.0%）。然后文章进一步对两种单倍型的17,226个等位基因对的特征进行分析，发现大部分等位基因在染色体上的分布模式相似，且这些等位基因的表达水平在单倍型之间没有显著差异。但是有2,055个基因对（11.9%）表现出等位基因之间的差异表达，且这些差异位点主要在代谢途径中富集。 为了进一步揭示生姜生物代谢路径中的关键因子，文章对不同发育阶段生姜根和茎中的差异表达基因（DEGs）进行分析，发现不同发育阶段生姜根茎中共6,690个基因呈现显著下调表达趋势，773个基因上调。而转录组学和代谢物相关性分析表明，不同发育阶段组织中部分基因家族的表达模式与姜辣素和姜黄素的积累程度相关。 四、研究结论 该研究通过PacBio+Illumina+Hi-C组合测序技术助力准确单倍型基因组组装，并对单倍型间差异进行了细致区分。随后，结合比较基因组，对生姜基因组进化情况进行研究；并结合转录组学和代谢组学对在不同发育阶段组织中等位基因差异表达情况和代谢物含量进行关联分析，分析了姜辣素生物合成基因家族成员之间的相关性，并提出了姜辣素类似物的骨架生物合成途径，为了解生姜代谢奠定了基础。 上述内容均显示，单倍型基因组是结合变异与差异表达分析的重要突破口，同时也是后续实现优质分析的先决条件。对分析内容进行总结后，不难发现，单倍型基因组与全基因组重测序相结合的研究方法可以为高水平文章的问世提供更多分析内容与保障。 参考文献 1. Koren S, Rhie A, Walenz B P, et al. De novo assembly of haplotype-resolved genomes with trio binning[J]. Nature Biotechnology, 2018, 36:1174–1182. 2. Garg S, FungtammasanA, Carroll A, et al. Chromosome-scale, haplotype-resolved assembly of human genomes[J]. Nature Biotechnology, 2021, 39:309–312. 3. Cheng H, Concepcion G T, Feng X, et al. Haplotype-resolved de novo assembly using phased assembly graphs with hifiasm[J]. Nature Methods, 2021, 18:170–175. 4. Zhou C, Olukolu B, Gemenet D C, et al. Assembly of whole-chromosome pseudomolecules for polyploid plant genomes using outbred mapping populations[J]. Nature Genetics, 2020, 52:1256–1264. 5. Saada O A, Tsouris A, Eberlein C, et al. nPhase: an accurate and contiguous phasing method for polyploids[J]. Genome Biology, 2021, 22:126. 6. Zhang X, Chen S, Shi L, et al. Haplotype-resolved genome assembly provides insights into evolutionary history of the tea plant Camellia sinensis[J]. Nature Genetics, 2021, 53:1250–1259. 7. Hu G, Feng J, Xiang X, et al. Two divergent haplotypes from a highly heterozygous lychee genome suggest independent domestication events for early and late-maturing cultivars[J]. Nature Genetics, 2022, 54:73–83. 8. Li HL, Wu L, Dong Z, et al. Haplotype-resolved genome of diploid ginger (Zingiber officinale) and its unique gingerol biosynthetic pathway[J]. Horticulture Research, 2021, 8:189.

目录 1 拼音 2 注解 1 拼音 zhōng dù zhòng fù xù liè 2 注解 中度重复序列大致指在真核基因组中重复数十至数万（<105）次的重复顺序。其复性速度快于单拷贝顺序，但慢于高度重复顺序。少数在基因组中成串排列在一个区域，大多数与单拷贝基因间隔排列。依据重复顺序的长度，中度重复顺序可分为两种类型。 （1）短分散片段（short interspersed repeated segments, SINES）这类重复顺序的平均长度约为300bp（〈500bp），它们与平均长度约为1000bp的单拷贝顺序间隔排列。拷贝数可达10万左右。如Alu家族，Hinf家族等属于这种类型的中度重复序列。 （2）长分散片段（Long interspersed repeated segments, LINES）这类重复顺序的长度大于1000bp，平均长度为35005000bp，它们与平均长度为13000bp（个别长几万bp）的单拷贝顺序间隔排列。也有的实验显示人基因组中所有LINES之间的平均距离为2.2kb,拷贝数一般在1万左右，如KpnⅠ家族等。中度重复顺序在基因组中所占比例在不同种属之间差异很大，一般约占1040％，在人约为12％。这些顺序大多不编码蛋白质。这些非编码的中度重复顺序的功能可能类似于高度重复顺序。在结构基因之间，基因簇中，以及内含子内都可以见到这些短的和长的中度重复顺序。按本文的分类原则有些中度重复顺序则是编码蛋白质或rRNA的结构基因，如HLA基因，rRNA基因，tRNA基因,组蛋白基因,免疫球蛋白基因等。中度重复顺序一般具有种特异性；在适当的情况下，可以应用它们作为探针区分不同种哺乳动物细胞的DNA。下面介绍几种典型的中度重复顺序。 Alu家族：Alu家族是哺乳动物包括人基因组中含量最丰富的一种中度重复顺序家族，在单倍体人基因组中重复达30万50万次，约占人基因组的36％。Alu家族每个成员的长度约300bp，由于每个单位长度中有一个限制性内切酶Alu的切点（AG↓CT）从而将其切成长130和170bp的两段，因而定名为Alu序列（或Alu家族）。Alu序列分散在整个人体或其他哺乳动物基因组中，在间隔DNA，内含子中都发现有Alu序列，平均每5kbDNA就有一个Alu顺序。已建立的基因组中无例外地含有Alu顺序。Alu顺序具有种的特异性，人的Alu顺序制备的探针只能用于检测人的基因组中的Alu序列。由于在大多数的含有人的DNA的克隆中都含有Alu顺序，因此，可以这样认为，用人的Alu序列制备的探针与要筛选的克隆杂交，阳性者即为含有人DNA克隆，阴性者不含有人DNA。序列分析表明人类Alu顺序是由两个约130bp的正向重复构成的二聚体，而在第二个单体中有一个31bp的插入序列，该插入序列在Alu家族的不同成员之间核苷酸顺序相似但不相同。每个Alu顺序两侧为620bp的正向重复顺序，不同的Alu成员的侧翼重复顺序也各不相同。Alu序列的5"端比较保守，但富含脱氧腺苷酸残基的3"端在不同的Alu成员中是有变化的。在相近的生物体中Alu家族在结构上存在相似性，一般认为灵长类基因组中的Alu顺序多为由两个130bp的正向重复组成的二聚体，而啮类动物则为由一个130bp左右的DNA片段组成的单体。Alu序列在不同的哺乳动物之间存在着一定的相似性，但其序列相差较大，不会产生交叉杂交。Alu顺序广泛散布于整个基因组的原因可能是由于Alu顺序可由RNA聚合酶转录成RNA分子，再经反转录酶的作用形成cDNA,然后重新插入基因组所致。也有人认为Alu序列两侧存在着短的重复顺序，使得Alu顺序很象转座子，因此推测Alu顺序可能也是能够移动的。这可能是它们在整个基因组中含量如此丰富，颁布如此广泛的原因之一。Alu家族的功能是多方面的，由于在许多核内不均一RNA(hnRNA)中含有大量的Alu顺序，而且，Alu顺序含有与某些真核基因内含子剪接接头相似的序列，因而，Alu顺序可能参与hnRNA的加工与成熟。Alu序列在人基因组中不寻常地大量存在，提示它与遗传重组及染色体不稳定性有关。最近发现在人的组织细胞中存在自然发生的染色体外双链环状DAN，被称为人类质粒（human pla *** id），而这些质粒又毫无例外地含有Alu顺序。还有研究表明，Alu顺序中的某些区段有形成ZDNA的能力。另外，Alu顺序可能具有转录调节作用。 KpnⅠ家族：KpnⅠ家族是中度重复顺序中仅次于Alu家族的第二大家族。用限制性内切酶KpnⅠ消化人类及其它灵长类动物的DNA，在电泳谱上可以看到4个不同长度的片段，分别为1.2,1.5,1.8和1.9kb，这就是所谓的KpnⅠ家族。KpnⅠ家族成员顺序比Alu家族更长（如人KpnⅠ顺序长6.4kb），而且更加不均一，呈散在分布，属于中度重复顺序的长分散片段型。尽管不同长度类型的KpnⅠ家族（称为亚类，subfamily）之间同源性比较小，不能互相杂交，但它们的3"端有广泛的同源性。KpnⅠ家族的拷贝数约为3000￣4800个，占人体基因组的1％,与散在分布的Alu家族相似，KpnⅠ家族中至少有一部份也是通过KpnⅠ顺序的RNA转录产物的cDNA拷贝的重新插入到人基因组DNA中而产生的。 Hinf家族：这一家族以319bp长度的串联重复存在于人体基因组中。用限制性内切酶HinfⅠ消化人体DNA，可以分离到这一片段。Hinf家族在单位基因组内约有50 100个拷贝，分散在不同的区域。319bp单位可以再分成两个亚单位，分别为172bp和147bp,它们之间有70%的同源性。 多聚dT－dG家族：这一家族的基本单位是dT－dG双核苷酸，多个dT－dG双核苷酸串联重复在一起，分散于人体基因组中。已经发现，这个家族的一个成员位于人类δ和β珠蛋白基因之间，含有17个dT－dG双核苷酸组成的串联重复顺序。在人基因组中，dT－dG交替顺序达106拷贝，这些顺序的平均长度为40bp。人们推测，这样一个短的串联重复顺序可能是基因转变（gene conversion）或不等交换（unequal crossingover）的识别信号。另外，这些嘌呤和嘧啶的交替顺序有助于ZDNA的形成，在基因调节中可能起着重要的作用。中度重复顺序除了包括以上非编码区域外，许多编码区如rRNA基因，tRNA基因，组蛋白基因等在基因组中也多次重复，属于中度重复顺序。 rRNA基因：在原核生物如大肠杆菌基因组中，rRNA基因一共是七套；在真核生物中rRNA基因的重复次数更多。在真核生物基因组中18S和28S,rRNA基因是在同一转录单位中，低等的真核生物如酵母中，5SrRNA也和18S,28SrRNA在同一转录单位中；而在高等生物中，5SrRNA是单独转录的，而且其在基因组中的重复次数高于18S和28S基因。和一般的中度重复顺序不一样，各重复单位中的rRNA基因都是相同的。rRNA基因通常集中成簇存在，而不是分散于基因组中，这样的区域称为rDNA，如染色体的核仁组织区（nucleolus anizer region）即为rDNA区。18S和28SrRNA基因构成一个转录单位。从转录单位上转录下来的rRNA前体经过酶切成为18S和28SrRNA。在哺乳动物和两栖动物中，18S和28SrRNA之间一同被转录下来的间隔区经过加工成为5.8SrRNA(在大肠杆菌中该区含有tRNA序列)。rRNA前体的其它部份被降解成核苷酸。真核生物中每个转录单位约长78kb（在哺乳动物中长13kb），其中编码rRNA的部份占7080％（哺乳动物中只占50％左右）。一个rRNA基因簇（rDNA簇）含有许多转录单位，转录单位之间为不转录的间隔区，该间隔区由21100bp片段组成的类似卫星DNA的串联重复顺序。转录单位和不转录的间隔区构成一个rDNA重复单位。由于不转录的间隔区中类似卫星DNA的串联重复次数不一样，因此，在不同生物及同种生物的不同rDNA重复单位之间不转录间隔区的长短相差甚大。非洲爪蟾的rDNA簇中，由类似卫星DNA的重复序列交替排列构成。5"端为一固定长度的独特顺序；后面的重复区域是由97bp的重复单位组成；另外两个重复区域是由60bp或81bp的重复单位构成；由于每个重复区域中重复单位的重复次数在不同的rDNA重复单位中不一样，因而造成不同的不转录间隔区的长短不一。另外两个固定长度的区域称为Bam岛（因为这两个片段的分离是采用BamHI酶消化制备的）。Bam岛的后半部与转录单位前面的序列（含有启动子）相似；另外在60/81bp的重复区域中也有类似的序列。根据这些结构特点，有人认为不转录的间隔区可能在转录单位的转录起始中起着重要作用。rDNA的重复单位在许多动物的卵子形成过程中进行大量复制扩增，如爪蟾在扩增前有rDNA重复单位500个，在从卵母细胞前身(oocyteprecursor)发展到卵母细胞过程中（3周时间），rDNA的重复单位可扩增400倍，每个细胞核的核仁数增加到几百个。扩增rDNA的过程是采用滚环式复制方式在核仁区进行的，扩增的DNA不纳入到染色体中，而是包含在核区。卵母细胞成熟后，大量的rDNA由于失去了存在的意义而逐渐降解。在卵子形成的过程中rDNA大量扩增的目的，就是为了产生大量的rRNA，组装成核糖体，用于合成大量的蛋白质，以满足受精后发育的需要。在大多数真核细胞中5SrRNA基因和18S,28SrRNA基因不属于一个转录单位。5SrRNA基因在基因组中亦呈串联重复排列成基因簇。其结构在非洲爪蟾中研究得最为清楚。在爪蟾体细胞中5SrRNA基因约有500拷贝，而在卵细胞中5S基因可重复20000多次。这大概是为了和卵细胞中大量扩增的28S和18S基因相统一。在爪蟾中发现有几种5SrRNA基因。最主要的一种其结构形式与18S、28S基因相似，即5S基因与非转录间隔区相间排列，组成一个重复单位。每个重复单位的5"端是含有AT丰富区的一段49bp长的GC丰富区；下面跟是120bp的5SrRNA基因;后面又是一段 并不转录的序列,而且与前面的5S基因比较有9个点突变，因此称为这段基因为假基因（pseudo gene）。尽管假基因不被转录，但在5S基因簇中总是有等量的5S基因和它的假基因。 在卵细胞中还有一个次要的5SrRNA基因，与主要的5S基因在序列上有一定和差异，在结构上与主要的5S基因相似，但整个重复单位长只有350bp,而且间隔区与主要的5S基因完全不一样。 人类的rRNA基因位于13,14,15,21和22号染色体的核仁组织区，每个核仁组织区平均含有50个rRNA基因的重复单位。5SrRNA基因似乎全部位于1号染色体（1q4243）上，每单倍体基因组约有1000个5SrRNA基因。tRNA基因的清确重复次数比较难以估计。在非洲爪蟾中约有300个拷贝由tRNAmet,tRNAphe,tRNATrp及其它tRNA基因组成的3.18kb的串联重复单位。而在人体单倍基因组中约有10002000个tRNA基因，为5060种rRNA编码，每种平均重复2030次。 组蛋白基因：组蛋白基因在各种生物体内重复的次数不一样，但都在中度重复的范围内。通常每种组蛋白的基因在同一种生物中拷贝数是相同的。鸡的基因组中组蛋白基因有10个拷贝，在哺乳动物中为20拷贝，非洲爪蟾为40拷贝，而海胆的每种组蛋白的基因达300600拷贝。不同生物中组蛋白基因在基因组中的排列不一样，组蛋白基因没有一定的排列方式，而在拷贝数高的基因组中（>100拷贝），大部份组蛋白基因串联重复形成基因簇。 海胆发育早期五种组蛋白基形成一个重复单位，每种组蛋白基因之间是非转录间隔区，5个间隔区均不相同。这样的重复单位在整个基因组中重复300次以上，而且这些重复单位基本上是相同的。在海胆中，5种组蛋白基因的转录方向都是相同的，每种组蛋白基因独立的产生自己的mRNA。非洲爪蟾卵细胞5S基因重复单位包括一个基因和一个假基因。在三种不同的海胆中，其组蛋白基因重复单位中非转录间隔区在长度和序列上差异是很大的，尽管它们的组蛋白基因的长度和序列相差不多。实际上，在同一种海胆内不同的组蛋白基因重复单位之间，相应的非转录间隔区也不是完全相同的。另外，在海胆胚胎发育晚期，要由晚期组蛋白基因来编码组蛋白，该基因与上述的早期组蛋白基因有轻微的差异，但该组蛋白基因不成簇排列，整个基因组仅有10个拷贝，呈散在分布。 在果蝇和非洲爪蟾中，5种组蛋白也排成一个重复单位，也存在间隔区，而且组蛋白基因的转录方向不一样。多个重复单位也形成串联重复排列。进化到哺乳动物，组蛋白基因一般不再形成重复单位，而呈散在分布或集成一小群。尽管组蛋白基因在基因组中的排列和分布在不同生物之间相差甚大，但是所有组蛋白基因都不含内含子，而且在序列上相应的组蛋白基因都很相似，从而编码的组蛋白在结构上和功能上也极为相似。 基因组中存在大量重复序列用以编码组蛋白是有其重要意义的。DNA复制时，组蛋白也要成倍增加，而且往往在DNA合成一小段后，组蛋白马上就要与其相结合，这要求在较短的时间内合成大量的组蛋白，因而需要有大量的组蛋白基因存在。人体基因组中还有几个大的基因簇，也属于中度重复顺序长的分散片段型。在一个基因簇内含有几百个功能相关的基因，这些基因簇又称为超基因（Super gene），如人类主要组织相容性抗原复合体HLA和免疫球蛋白重链及轻链基因都属于超基因。超基因可能是由于基因扩增后又经过功能和结构上的轻微改变而产生的，但仍保留了原始基因的结构及功能的完整性。

蛋白质印记就是western印记法，跟Southern或Northern杂交方法类似，但采用的是聚丙烯酰胺凝胶电泳，被检测物是蛋白质，“探针”是抗体，也就是你问的一抗，“显色”用带标记的抗抗体（也就是抗一抗的抗体）也就是你问的二抗。二抗跟一抗是对应的，一抗跟你检测的蛋白质是对应的单拷贝基因是说 编码一个蛋白质或者RNA，只有一份基因编码，并不是说只有1bp,编码一个蛋白质不可能只有1bp,这样连一个密码子都不够呢。多拷贝基因是说这个蛋白质的编码对应在DNA上有很多份，就像是备份一样。

　　基因组的名词解释 　　基因组是指细胞内所有遗传信息，这种遗传信息以核苷酸序列形式存储。细胞或生物体中，一套完整单体的遗传物质的总和即为基因组。 　　基因组的原理介绍 　　《遗传学名词》第二版对“基因组”的释义： 　　单倍体细胞核、细胞器或病毒粒子所含的全部DNA分子或RNA分子。 　　现代遗传学家认为，基因是DNA(脱氧核糖核酸)分子上具有遗传效应的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA分子片段。基因位于染色体上，并在染色体上呈线性排列。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息得到表达。不同人种之间头发、肤色、眼睛、鼻子等不同，是基因差异所致。 　　基因是生命遗传的基本单位，由30亿个碱基对组成的人类基因组，蕴藏着生命的奥秘。始于1990年的国际人类基因组计划，被誉为生命科学的“登月”计划，原计划于2005年完成。各国所承担工作比例约为美国54%，英国33%，日本7%，法国2.8%，德国2.2%，中国1%。此前，人类基因组“工作框架图”已于2000年6月完成，科学家发现人类基因数目约为2.5万个，远少于原先10万个基因的估计。 　　人类基因组是全人类的共同财富。国内外专家普遍认为，基因组序列图首次在分子层面上为人类提供了一份生命“ 说明书 ”，不仅奠定了人类认识自我的基石，推动了生命与医学科学的革命性进展，而且为全人类的健康带来了福音。 　　基因组的特点 　　真核生物、原核生物和病毒的基因组有不同的特点。 　　真核生物基因组特点 　　1.基因组较大。真核生物的基因组由多条线形的染色体构成，每条染色体有一个线形的DNA分子，每个DNA分子有多个复制起点; 　　2.不存在操纵子结构。真核生物的同一个基因簇的基因，不会像原核生物的操纵子结构那样，转录到同一个mRNA上; 　　3.存在大量的重复序列。真核生物的基因组里存在大量重复序列，通过其重复程度可将其分成高度重复序列、中度重复序列、低度重复序列和单一序列; 　　4.有断裂基因。大多数真核生物为蛋白质编码的基因都含有“居间序列”，即不为多肽编码，其转录产物在mRNA前体的加工过程中被切除的成分; 　　5.真核生物基因转录产物为单顺反子; 　　6.功能相关基因构成各种基因家族。 　　原核生物基因组特点 　　1.基因组较小，通常只有一个环形或线形的DNA分子; 　　2.通常只有一个DNA复制起点; 　　3.非编码区主要是调控序列; 　　4.存在可移动的DNA序列; 　　5.基因密度非常高，基因组中编码区大于非编码区; 　　6.结构基因没有内含子，多为 单拷贝，结构基因无重叠现象; 　　7.重复序列很少，重复片段为 转座子; 　　8.有编码同工酶的等基因; 　　9.基因组的大部分序列是用来编码蛋白质的，基因之间的间隔序列很短; 　　10.功能相关的序列常串连在一起，由共同的调控元件调控，并转录成同一mRNA分子，可指导多种蛋白质的合成，这种结构称操纵子。 　　病毒基因组特点 　　1. 不同病毒基因组大小相差较大; 　　2.不同病毒基因组可以是不同结构的核酸; 　　3. 除逆转录病毒外，通常为单倍体基因组; 　　4.有的病毒基因组是连续的，有的病毒基因组分节段; 　　5. 有的基因有内含子; 　　6. 病毒基因组大部分为编码序列;

单拷贝基因指在生物的一个染色体组中只有一份拷贝的基因,细胞中的大多数基因都是单拷贝的 其相对应的概念是多拷贝基因,指在基因组中有多份拷贝的基因,如rRNA基因,人一个细胞中约有200个拷贝.tRNA基因和某些组蛋白基因也是多拷贝的. 并不是像楼上说的,单拷贝基因这个概念与DNA和RNA没有关系

单拷贝基因指在生物的一个染色体组中只有一份拷贝的基因,细胞中的大多数基因都是单拷贝的其相对应的概念是多拷贝基因,指在基因组中有多份拷贝的基因,如rRNA基因,人一个细胞中约有200个拷贝.tRNA基因和某些组蛋白基因也是多拷贝的.并不是像楼上说的,单拷贝基因这个概念与DNA和RNA没有关系单拷贝基因是分子系统学中的一种极有价值的分子标记，在构建生命树的主干及主干和末梢之间的分枝中将起极其重要的作用。在细菌基因组中编码蛋白质的基因多为单拷贝基因，编码rRNA的基因为多拷贝基因。

问题一：什么是单拷贝基因和多拷贝基因基因中的拷贝数是指什么 单拷贝基因指在生物的一个染色体组中只有一份拷贝的基因，细胞中的大多数基因都是单拷贝的 其相对应的概念是多拷贝基因，指在基因组中有多份拷贝的基因，如rRNA基因，人一个细胞中约有200个拷贝。tRNA基因和某些组蛋白基因也是多拷贝的。 并不是像楼上说的，单拷贝基因这个概念与DNA和RNA没有关系 希望对你有帮助，望采纳 问题二：什么是单拷贝基因和多拷贝基因基因中的拷贝数是指什 单拷贝基因指在生物的一个染色体组中只有一份拷贝的基因,细胞中的大多数基因都是单拷贝的 其相对应的概念是多拷贝基因,指在基因组中有多份拷贝的基因,如rRNA基因,人一个细胞中约有200个拷贝.tRNA基因和某些组蛋白基因也是多拷贝的. 并不是像楼上说的,单拷贝基因这个概念与DNA和RNA没有关系 单拷贝基因是分子系统学中的一种极有价值的分子标记，在构建生命树的主干及主干和末梢之间的分枝中将起极其重要的作用。 在细菌基因组中编码蛋白质的基因多为单拷贝基因，编码rRNA的基因为多拷贝基因。 问题三：基因的拷贝数与几倍体是没什么关系的 在不考虑突变的前提下,基因的拷贝数和几倍体是直接相关的,因为基因的载体是染色体,几倍体是指染色体的倍数.打个比方,人有46条染色体,2二倍体,在人的21号染色体上有一个等位基因A,纯合子.那么正常人基因A的拷贝数是2,...

是指基因组中拷贝数目少，只有1个或几个的基因，大多数是属于生物体内组成型表达持家基因。单拷贝基因是分子系统学中的一种极有价值的分子标记，在构建生命树的主干及主干和末梢之间的分枝中将起极其重要的作用。

单拷贝基因指在生物的一个染色体组中只有一份拷贝的基因,细胞中的大多数基因都是单拷贝的 其相对应的概念是多拷贝基因,指在基因组中有多份拷贝的基因,如rRNA基因,人一个细胞中约有200个拷贝.tRNA基因和某些组蛋白基因也是多拷贝的. 并不是像楼上说的,单拷贝基因这个概念与DNA和RNA没有关系

单拷贝基因指在生物的一个染色体组中只有一份拷贝的基因，细胞中的大多数基因都是单拷贝的 其相对应的概念是多拷贝基因，指在基因组中有多份拷贝的基因，如rRNA基因，人一个细胞中约有200个拷贝。tRNA基因和某些组蛋白基因也是多拷贝的。 并不是像楼上说的，单拷贝基因这个概念与DNA和RNA没有关系 希望对你有帮助，望采纳

单拷贝基因指在生物的一个染色体组中只有一份拷贝的基因，细胞中的大多数基因都是单拷贝的 其相对应的概念是多拷贝基因，指在基因组中有多份拷贝的基因，如rRNA基因，人一个细胞中约有200个拷贝。tRNA基因和某些组蛋白基因也是多拷贝的。 并不是像楼上说的，单拷贝基因这个概念与DNA和RNA没有关系 希望对你有帮助，望采纳

进化过程中，高等生物的基因组会发生大量重复。这些重复DNA序列有的继续发生进化歧异，成为与原来序列不同的新基因；有的以结构和功能仍基本相同的形式保留下来成为多拷贝基因。如为rRNA和tRNA编码的基因就是典型的多拷贝基因。人的一个细胞中约有200个rDNA拷贝。还有组蛋白基因，免疫球蛋白基因等都是多拷贝基因。重复频率在10^5次以上（也有人认为是数千次或百万次以上）的称为高度重复序列。有的DNA序列，在基因组中并不是只有一份，还有很多它的复制品，又称拷贝，它们的序列完全一样，多存在几份是为了转录RNA的时候速度快些，因为有些基因表达量大，需要快速的产生很多RNA,就叫“多拷贝基因”。组蛋白基因、免疫球蛋白基因、tRNA基因、rRNA基因属于多拷贝基因。人类DUF1220的拷贝有212个，而猩猩有37个，猴子只有30个。小鼠和大鼠都为单拷贝。研究者在很多地方发现这种蛋白，包括脑部神经元。这说明了某些基因的多拷贝现象与生物进化的关系。大多数情况下，结构基因在细菌染色体基因组中都是单拷贝，但是编码rRNA的基因rDNA也是多拷贝的，这样可能有利于核糖体的快速组装。

（1）真核基因组比原核基因组大得多，大肠杆菌基因组约4×106bp，哺乳类基因组在109bp数量级，比细菌大千倍；大肠杆菌约有4000个基因，人则约有10万个基因。（2）真核生物主要的遗传物质与组蛋白等构成染色质，被包裹在核膜内，核外还有遗传成分(如线粒体DNA等)，这就增加了基因表达调控的层次和复杂性。（3）原核生物的基因组基本上是单倍体，而真核基因组是二倍体。（4）如前所述，细菌多数基因按功能相关成串排列，组成操纵元的基因表达调控的单元，共同开启或关闭，转录出多顺反子(polycistron)的mRNA；真核生物则是一个结构基因转录生成一条mRNA，即mRNA是单顺反子(monocistron)，基本上没有操纵元的结构，而真核细胞的许多活性蛋白是由相同和不同的多肽形成的亚基构成的，这就涉及到多个基因协调表达的问题，真核生物基因协调表达要比原核生物复杂得多。（5）原核基因组的大部分序列都为基因编码，而核酸杂交等实验表明：哺乳类基因组中仅约10%的序列为蛋白质、rRNA、tRNA等编码，其余约90%的序列功能至今还不清楚。（6）原核生物的基因为蛋白质编码的序列绝大多数是连续的，而真核生物为蛋白质编码的基因绝大多数是不连续的，即有外显子(exon)和内含子(intron)，转录后需经剪接(splicing)去除内含子，才能翻译获得完整的蛋白质，这就增加了基因表达调控的环节。（7）原核基因组中除rRNA、tRNA基因有多个拷贝外，重复序列不多。哺乳动物基因组中则存在大量重复序列(repetitive sequences)。用复性动力学等实验表明有三类重复序列：①高度重复序列(highly repetitive sequences)，这类序列一般较短，长10－300bp，在哺乳类基因组中重复106次左右，占基因组DNA序列总量的10－60%，人的基因组中这类序列约占20%，功能还不明了。②中度重复序列(moderately repetitive sequences)，这类序列多数长100－500bp，重复101－105次，占基因组10-40%。例如哺乳类中含量最多的一种称为Alu的序列，长约300bp，在哺乳类不同种属间相似，在基因组中重复3-×105次，在人的基因组中约占7%，功能也还不很清楚。在人的基因组中18S/28SrRNA基因重复280次，5SrRNA基因重复2000次，tRNA基因重复1300次，5种组蛋白的基因串连成簇重复30-40次，这些基因都可归入中度重复序列范围。③单拷贝序列(single copy sequences)。这类序列基本上不重复，占哺乳类基因组的50-80%，在人基因组中约占65%。绝大多数真核生物为蛋白质编码的基因在单倍体基因组中都不重复，是单拷贝的基因。从上述可见真核基因组比原核基因组复杂得多，至今人类对真核基因组的认识还很有限，使现在国际上制订的人基因组研究计划(human gene project)完成，绘出人全部基因的染色体定位图，测出人基因组109bp全部DNA序列后，要搞清楚人全部基因的功能及其相互关系，特别是要明了基因表达调控的全部规律，还需要经历很长期艰巨的研究过程。

拷贝就是数量，1拷贝的基因就是1个数量的基因，10拷贝的基因就是10个数量的基因，除了原核生物，基本上真核生物的基因都是多拷贝的，当然人工改造过的含有质粒的原核微生物和天然的原核生物也有多拷贝的

在构建生命树的主干及主干和末梢之间的分枝中将起极其重要的作用。单拷贝基因是分子系统学中的一种极有价值的分子标记，其价值是在构建生命树的主干及主干和末梢之间的分枝中将起极其重要的作用，可用于鱼类和其它水生生物的多样性研究。

大肠杆菌16s rrna 是单拷贝基因单拷贝基因是分子系统学中的一种极有价值的分子标记，在构建生命树的主干及主干和末梢之间的分枝中将起极其重要的作用。进化过程中,高等生物的基因组会发生大量重复.这些重复DNA序列有的继续发生进化歧异,成为与原来序列不同的新基因；有的以结构和功能仍基本相同的形式保留下来成为多拷贝基因.如为rRNA和tRNA编码的基因就是典型的多拷贝基因.人的一个细胞中约有200个rDNA拷贝.还有组蛋白基因,免疫球蛋白基因等都是多拷贝基因.重复频率在千倍(103)以上的称为高度重复基因.人类DUF1220的拷贝有212个,而猩猩有37个,猴子只有30个.小鼠和大鼠都为单拷贝.研究者在很多地方发现这种蛋白,包括脑部神经元.这说明了某些基因的多拷贝现象与生物进化的关系.大多数情况下,结构基因在细菌染色体基因组中都是单拷贝,但是编码rRNA的基因rDNA也是多拷贝的,这样可能有利于核糖体的快速组装.

什么是单拷贝基因和多拷贝基因基因中的拷贝数是指什么 单拷贝基因指在生物的一个染色体组中只有一份拷贝的基因，细胞中的大多数基因都是单拷贝的 其相对应的概念是多拷贝基因，指在基因组中有多份拷贝的基因，如rRNA基因，人一个细胞中约有200个拷贝。tRNA基因和某些组蛋白基因也是多拷贝的。 并不是像楼上说的，单拷贝基因这个概念与DNA和RNA没有关系 希望对你有帮助，望采纳 什么是单拷贝基因和多拷贝基因基因中的拷贝数是指什 单拷贝基因指在生物的一个染色体组中只有一份拷贝的基因,细胞中的大多数基因都是单拷贝的 其相对应的概念是多拷贝基因,指在基因组中有多份拷贝的基因,如rRNA基因,人一个细胞中约有200个拷贝.tRNA基因和某些组蛋白基因也是多拷贝的. 并不是像楼上说的,单拷贝基因这个概念与DNA和RNA没有关系单拷贝基因是分子系统学中的一种极有价值的分子标记，在构建生命树的主干及主干和末梢之间的分枝中将起极其重要的作用。 在细菌基因组中编码蛋白质的基因多为单拷贝基因，编码rRNA的基因为多拷贝基因。 *** n1基因的拷贝数值多少正常 SMN1正常的拷贝数为2，杂合缺失为1，纯合缺失为0；它的同源基因SMN2的拷贝数就复杂得多，0-5拷贝都有可能。 基因的拷贝数与几倍体是没什么关系的 在不考虑突变的前提下,基因的拷贝数和几倍体是直接相关的,因为基因的载体是染色体,几倍体是指染色体的倍数.打个比方,人有46条染色体,2二倍体,在人的21号染色体上有一个等位基因A,纯合子.那么正常人基因A的拷贝数是2,...