高等真核生物中重叠基因研究进展

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主干部分忘了是哪个高人写的了

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高等真核生物中重叠基因研究进展

〔摘要〕

基因重叠是高等真核生物中 一种普遍存在的基因组排现象．综述了高等真核生物中的

重叠基因的分类、数量、互补或 自然反义转录本（ＮＡＴｓ）可能的生物特性和功能及重叠基因与人

类疾病的关系．

〔关键词〕

真 核生物；重叠基因；反义转录本；双链ＲＮＡ（ｄｓＲＮＡ）；基因调控

真核生物的细胞内含有成形的细胞核，因此以真核来命名这一类细胞。许多真核细胞中还含有其

它细胞器，如线粒体、叶绿体、高尔基体等，是所有单细胞或多细胞的、其细胞具有细胞核的生 物的

总称，它包括所有动物、植物、真菌和其他具有由膜包裹着的复杂亚细胞结构的生物 。［１］

重叠基因是指两个或两个以上的基因共有一段ＤＮＡ 序列，或指一段ＤＮＡ序列为两个或两个以

上基因的组成部分．

１９７６年在噬菌体

Φ

Χ

１７４中第一 次发现重叠基因

［

2

］

．

这种单链噬菌体中，

相同的ＤＮＡ序列通过不同的阅 读框被识别，产生不同的多肽．随后的几年中，在病毒和原核生物基

因组中又发现了几对 具有不同互补编排的重叠基因．在

Φ

Χ

１７４中发现基因重叠１０年后，真核生

物（果蝇和小鼠）中也发现了转录引起的重叠单 位，植物中也鉴定出一些重叠基因．由于新基因对是

在研究特殊位点时偶然发现的，重叠 基因对的增长相对稳定而缓慢．同时，仅有能够产生自然反义转

录本（ＮＡＴｓ，Ｎａｔ ｕｒａｌ

Ａｎｔｉｓｅｎｓｅ

Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｓ）的少数基因对

被进一步研究并确定其特性 ．

由于数据库和查找标准不同，真核生物重叠基因出现的频率 约为：人类基因组中４％～９％，鼠

类基因组中１．７％～１４％，蝇类基因组中达到２ ２％，重叠长度从２０到３

４００ｂｐ，平均

为３７２ｂｐ．重叠基因在真核生物中普遍存在并已有很多报道，但直到最近它的重要性才被认识

到．笔者从高等真核生物重叠基因在分类、数量、ＮＡＴｓ可能的生物特性和功能，以及这些基 因与

人类疾病等几方面进行阐述．

１

重叠基因的种类和数量

重叠基因（

everlapping gene

）：指两个或两个以上的结构基因共同一段

DNA

顺序 的现象重叠基

因原核生物和一些病毒或噬菌体的基因组比较小，核苷酸对是极其有限的， 那么怎样有效地利用这些

有限碱基来编码更多的遗传信息呢？在生物中存在着一种十分巧 妙的机制——重叠基因

(overlapping gene )

。重叠基因中不仅有编码序列也有调控序列，说明基因的重叠不仅是为了节约碱

基，能经济和有效地利用

DNA

遗传信息量， 更重要的可能是参与对基因的调控

.

［

23

］划分重叠基因

可以有不同的标准，包括基因方向（如尾 对尾、头对头）、重叠区域（５′ＵＴＲ，３′ＵＴＲ，编

码区，内含子）和重叠程度（ 全部或部分）．根据基因相互的组织编排方式，庞大的重叠基因家族可

被分成３种主要类 型（图１）：第一，反向排列，即反方向的基因转录而来．它们可以是会聚的（两

条链的 ３′端交汇），也可以是分离的（两条链的５′端交汇）；第二，同向排列，由同一条ＤＮＡ

链上的基因编码而来；第三，嵌套排列，即一基因完全位于同向或是反向的另一基因的内含子之中