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酿酒酵母的序列特征的简介

2022.4.14

  遗传信息分布在16个染色体中。其中有大约1/3的编码基因被认为是“孤儿”基因,也就是说,这些基因没有已知功能,这是因为这些基因的转录产物与酿酒酵母成其他生物所赋子功能的基因缺乏重要的同源性。这一数据仍在不断的体改中。

  此染色体是由高、低G-C含量DNA结构域交替组成的,这和基因密度在染色体中的变化是呈相关性的。比如在染色体中已经证实了碱基组成的周期性变化与染色休臂重组频率的变化是平行的,富含G-C区的波峰总与每一个染色体臂中的高度重组区相重合,而富含A-T区的波谷总与低度重组的着丝点和端粒序列相重合。也有实验证实,在酵母菌中与遗传重组起始有关的基因双链分离现象,与此染色体中富含G-C的区域直接相关。

  酵母基因组另一个明显的特征是含有许多DNA重复序列,其中一部分为完全相同的DNA序列,如rDNA与CUP1基因、Ty因子及其衍生的单一LTR序列等。在开放阅读框或者基因的间隔区包含大量的三核苷酸重复,引起了人们的高度重视。因为一部分人类遗传疾病是由三核苷酸重复数目的变化所引起的。还有更多的DNA序列彼此间具有较高的同源性,这些DNA序列被称为遗传冗余(genetic redundancy)。酵母多条染色体末端具有长度超过几十个kb的高度同源区,它们是遗传丰余的主要区域,这些区域至今仍然在发生着频繁的DNA重组过程。遗传冗余的另一种形式是单个基因重复,其中以分散类型最为典型,另外还有一种较为少见的类型是成簇分布的基因家族。成簇同源区(cluster homology region,简称CHR)是酵母基因组测序揭示的一些位于多条染色体的同源大片段,各片段含有相互对应的多个同源基因,它们的排列顺序与转录方向十分保守,同时还可能存在小片段的插入或缺失。这些特征表明,成簇同源区是介于染色体大片段重复与完全分化之间的中间产物,因此是研究基因组进化的良好材料,被称为基因重复的化石。染色体末端重复、单个基因重复与成簇同源区组成了酵母基因组遗传丰余的大致结构。

  研究表明,遗传冗余中的一组基因往往具有相同或相似的生理功能,因而它们中单个或少数几个基因的突变并不能表现出可以辨别的表型。

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