假基因_假基因存在的意义

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假基因的作用

Hirotsune博士指出:“这些发现将有助于未来人类疾病的治疗。当老鼠的假基因功能被阻断,疾病就产生了,因此,理论上来说,假基因的功能异常也可能是导致人类疾病产生的因子。”其实这项发现是随机发生的,因为当时研究人员是为了另一项完全不同的实验制作转殖鼠,他们将DNA注入受精卵,使得DNA随机嵌入老鼠的基因组。Wynshaw-Boris博士表示:“我们期望转殖鼠会因为注入基因的影响而表现出直接的反应,如此一来,我们便可以从中学习到这项基因的功能。然而,由于注入的基因是随机嵌入老鼠原有基因组中的,因此会偶然中断老鼠其他基因的功能,老鼠便出现预想不到的特征;我们就发现一组老鼠出现不寻常且严重的病征。”那组老鼠几乎都死亡,存活下来者出现严重肾脏及骨骼疾病,并且会将这些缺陷传给下一代,因此研究人员决定进一步研究这项意想不到的发现。Wynshaw-Boris博士研究发现基因嵌入位点有三个基因,进一步的研究排除了两项基因,因而认定这第三项基因---假基因makorin1-p1为老鼠产生异常的主要祸首。Hirotsune表示:“由于假基因是没有能力产生蛋白的,因此我们很想知道这假基因是如何使老鼠产生疾病的?”研究人员发现,假基因makorin1-p1为一碎片基因,它类似于一完整的蛋白基因称为makorin1,此makorin1位于另一染色体上。 正常老鼠肾脏中有大量表现的makorin1蛋白,而当假基因makorin1-p1失去功能时,makorin1蛋白的表现也相对减弱且呈现异常,进一步的研究结果发现,makorin1-p1在调节makorin1的稳定度上扮演非常重要的角色。

假基因_假基因存在的意义-第1张图片-巴山号

什么是假基因

假基因

英文名称:pseudogene

定义1:基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的DNA序列.

分为两大类:一类保留了相应功能基因的间隔序列,另一类缺少间隔序列,称为加工过的假基因或返座假基因.

定义2:不产生有功能产物的基因.

真核基因组的多基因家族与假基因

真核基因组的另一特点就是存在多基因家族(multi gene family)。多基因家族是指由某一祖先基因经过重复和变异所产生的一组基因。多基因家族大致可分为两类:一类是基因家族成簇地分布在某一条染色体上,它们可同时发挥作用,合成某些蛋白质,如组蛋白基因家族就成簇地集中在第7号染色体长臂3区2带到3区6带区域内;另一类是一个基因家族的不同成员成簇地分布不同染色体上,这些不同成员编码一组功能上紧密相关的蛋白质,如珠蛋白基因家族。在多基因家族中,某些成员并不产生有功能的基因产物,这些基因称为假基因(pseudo gene)。假基因与有功能的基因同源,原来可能也是有功能的基因,但由于缺失,倒位或点突变等,使这一基因失去活性,成为无功能基因。与相应的正常基因相比,假基因往往缺少正常基因的内含子,两侧有顺向重复序列。人们推测,假基因的来源之一,可能是基因经过转录后生成的RNA前体通过剪接失去内含子形成mRNA,如果mRNA经反复转录产生cDNA,再整合到染色体DNA中去,便有可能成为假基因,因此该假基因是没有内含子的,在这个过程中,可能同时会发生缺失,倒位或点突变等变化,从而使假基因不能表达。

假基因是什么,为什么会存在假基因

基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的DNA序列.分为两大类:一类保留了相应功能基因的间隔序列,另一类缺少间隔序列,称为加工过的假基因或返座假基因.

 即mRNA转录本经过反转录为cDNA,再插入基因组,由于插入位点不合适或序列发生变化而导致失去功能.这种类型的假基因不含内含子,被称为processedpseudogenes,或retropseudogene.

即复制后基因发生序列变化而失去功能,这样产生的假基因带有内含子,称为non-processed或duplicatedpseudogenes

科普笔记01:pseudogene 假基因

假基因:或称为伪基因,他是基因家族在进化过程中形成的无功能的残留物。与正常基因相似,但丧失正常功能的DNA序列,往往存在于真核生物的多基因家族中,常用ψ表示。

是基因组中与编码基因序列非常相似的非功能性基因组 DNA 拷贝,一般情况都不被转录,且没有明确生理意义。 

根据其来源可分为:保留了间隔序列的复制假基因(如珠蛋白假基因家族)和缺少间隔序列的已加工假基因。

第一个假基因是1977年在研究非洲爪蟾核糖体5SRNA的基因时发现的。大部分假基因在染色体上都位于正常基因的附近。

假基因根据其来源可分为复制假基因和已加工假基因。迄今为止,明确鉴定的人类假基因多为已加工假基因,有8000个之多。在Swiss-Prot/TrEMBL收录的编码蛋白质的将近25500个基因序列中,约10%在基因组中有一个或多个近全长已加工假基因。

核糖体蛋白基因具有最多数量的已加工假基因,约有1700个(占已加工假基因数的22%),少数基因,如cyclophilinA、肌动蛋白(actin)、角蛋白(keratin)、GAPDH、细胞色素C(cytochromec)和nucleophosmin等则有很多份已加工假基因。

Hirotsune博士指出:“这些发现将有助于未来人类疾病的治疗。当老鼠的假基因假基因功能被阻断,疾病就产生了,因此,理论上来说,假基因的功能异常也可能是导致人类疾病产生的因子。”

假基因与内含子、卫星序列、转位因子等冗余DNA一样,是不受进化的负选择作用的。从这个意义上说,假基因是功能基因的“弃儿”。但正是这些看似无用的遗传变异为物种进化的正选择、负选择以及中性漂变提供了丰富的原材料,从而成为物种进化不可或缺的有用“工具”。

如何通过共线性确定假基因

共线性是指两个或多个变量之间存在着强相关性的情况。当发现共线性时,就可以利用这一特征来识别假基因。首先,要找出可能存在共线性的基因,可以使用相关性分析或多重回归分析来实现。然后,通过计算VIF(方差膨胀因子)来评估基因之间的共线性水平。如果VIF大于10,就表明存在强相关性,这些基因中有一个是假基因。最后,通过对比它们的序列特征、表达水平、功能注释信息等来鉴定出真正的基因。

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