基本信息
核酸是唯一的遗传物质吗?导致疯牛病、羊瘙痒病以及人的kuru病的朊病毒(prion),是一种能够迅速繁殖、传染的蛋白质病原体。迄今为止,发现它只含蛋白质,不含核酸。随着对朊病毒的分子结构、复制机制研究的逐步深入,科学家正在揭开蛋白质遗传的神秘面纱,并使“核酸是唯一遗传物质”的传统概念开始动摇。有科学家认为,这将影响到分子生物学的dna遗传理论和基因概念,提出了“蛋白质基因”的观点。 目前,生物学家正对这一问题进行深入的研究,不同的观点也在争论之中。有的老师对于教科书上关于基因的定义“基因是有遗传效应的dna片段”存有疑义,提出“这句话能体现基因丰富的内涵吗?能作为现代基因的概念吗?”要弄清楚这一问题,需要了解现代遗传学和分子生物学与基因有关的一些概念及观点。断裂基因 一个基因,往往由几个互不相邻的段落(外显子)组成,它们被长达数百个甚至数千个碱基对的插入序列(内含子)所间隔,这样的基因称为断裂基因(splicing gene)。在真核细胞中断裂基因具有普遍性,断裂基因在原核细胞中也有发现。 断裂基因在进化中可能有以下意义。(1)有利于贮存较多的信息,增加信息量。一般地说,一个基因只转录出一种mrna,但是一些断裂基因以不同的剪接方式可以产生两种以至多种mrna,编码不同功能的多肽。(2)有利于变异和进化。虽然单个碱基的改变有时可以引起氨基酸的变更而造成蛋白质的变化,但是很难产生重大改变而形成新的蛋白质。更何况如果单个碱基的突变发生在密码子第三位上往往是沉默的,于是大大地降低了突变的效应。而在断裂基因中,如果突变发生在内含子与外显子结合的部位,那么就会造成剪接方式的改变,结果使蛋白质结构发生大幅度的变化,从而加速进化。(3)增加重组几率。内含子有可能不断地增减造成新的剪接方式,一方面形成新的基因,另一方面在剪接过程中无疑会增加重组频率;同时,在断裂基因中,由于内含子的存在,基因长度增加,于是也增加了重组频率。(4)可能是基因调控装置。内含子可能在基因表达中有一定的调控作用,在基因转录水平上以及在合成了mrna以后的加工过程中起着调控基因表达的作用。总之,断裂基因是具有十分重要的生物学意义的,但是对它的功能还不是完全了解,还有待于进一步研究。