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脫氧核糖核酸重複順序

[1]來自 搜狗 的圖片

脫氧核糖核酸重複順序（repetitive DNA sequences，以下簡稱重複順序）是指在基因組脫氧核糖核酸（以下簡稱DNA）中重複出現的核苷酸順序。凡是比真菌複雜的真核生物都含有數量可觀的重複順序，在原核生物中則尚未發現。研究重複順序對了解生物進化和基因調控都有重要意義。

簡介

脫氧核糖核酸（英語：Deoxyribonucleic acid，縮寫為DNA）又稱去氧核糖核酸，是一種分子，可組成遺傳指令，以引導生物發育與生命機能運作。主要功能是長期性的資訊儲存，可比喻為「藍圖」或「食譜」。其中包含的指令，是建構細胞內其他的化合物，如蛋白質與RNA所需。帶有遺傳訊息的DNA片段稱為基因，其他的DNA序列，有些直接以自身構造發揮作用，有些則參與調控遺傳訊息的表現。 　DNA是一種長鏈聚合物，組成單位稱為脫氧核苷酸，而糖類與磷酸分子藉由酯鍵相連，組成其長鏈骨架。每個糖分子都與四種鹼基里的其中一種相接，這些鹼基沿着DNA長鏈所排列而成的序列，可組成遺傳密碼，是蛋白質氨基酸序列合成的依據。讀取密碼的過程稱為轉錄，是根據DNA序列複製出一段稱為RNA的核酸分子。多數RNA帶有合成蛋白質的訊息，另有一些本身就擁有特殊功能，例如rRNA、snRNA與siRNA。 　在細胞內，DNA能組織成染色體結構，整組染色體則統稱為基因組。染色體在細胞分裂之前會先行複製，此過程稱為DNA複製。對真核生物，如動物、植物及真菌而言，染色體是存放於細胞核內；對於原核生物而言，如細菌，則是存放在細胞質中的類核里。染色體上的染色質蛋白，如組織蛋白，能夠將DNA組織並壓縮，以幫助DNA與其他蛋白質進行交互作用，進而調節基因的轉錄。

研究史

美國學者R·J·布里頓於1968年提出突變複製假說，認為用進化的時間表來衡量，某種DNA順序的倍增是一種突發的事件，重複順序傳給後代，並可能通過自然選擇在種群中擴散。美國學者G·P·史密斯在1973年提出交換固定假說，它的基本前提是在姊妹染色單體間的不對等交換。他通過電子計算機模擬連續的交換過程，說明這種交換確實能導致重複順序的形成。這兩個假說都是推理性的，而且只能說明串接式重複順序的出現。

在實踐層面上，布里頓等在1968年首先通過DNA分子的復性動力學研究證實了真核生物細胞中存在着重複順序。已有一些研究結果表明某些散布的重複順序與倒置的重複順序有類似於轉座子的結構，例如酵母的Tyl順序、果蠅的copia順序、FB順序和人的Alu順序等，它們在基因組中的散布可能與轉座子的轉移現象有關。

理論依據

復性動力學的主要內容：加熱可以使DNA雙鏈因鹼基對間的氫鍵斷裂而變為兩條獨立的單鏈，這一過程稱為變性。逐漸降溫又可以使兩條互補的單鏈恢復成為雙鏈，這一過程稱為復性或退火。復性過程是二級反應，反應的速度取決於兩個互補的單鏈片段相遇的機會，也就是取決於單鏈的濃度和反應時間。如果以復性的百分比為縱坐標，以反應時間（t，秒）和反應起始時的DNA單鏈的濃度（C0，核苷酸的克分子濃度）的乘積〔C0t，（克分子·秒）/升〕的對數為橫坐標作圖，則不同生物的DNA的復性進程常不相同（圖1）；總的趨勢是生物的基因組越大，完成復性反應所需要的C0t值也愈大。復性達一半的C0t值用C0t1/2表示。在特定的反應條件下，不同DNA有不同的C0t1/2值。它可以作為基因組的大小和順序複雜性的表徵。

真核生物的DNA復性曲線通常不是一條簡單的S型曲線，而是可以分解成為若干部分的複雜的曲線，說明它們的DNA順序的複雜性。例如人的DNA復性曲線（圖2）可以分解成為三個部分，分別代表高度重複順序、中等重複順序和非重複順序。