关于原生生物基因重复研究进展

王丛籍

【摘 要】目的：原生生物的基因相關研究正在随着科学技术的不断推广而得到深入，因此在当前，有关于原生生物基因重复的研究也得到了有效的发展。基于此，本文针对原生生物基因重复内涵与研究，并且探索基因重复的两种具体类型，同时通过探索基因重复的假基因化、亚功能化以及新功能化等分化特点，来有效地加深对于原生生物基因重复的研究深度。

【关键词】基因重复；愿生生物；基因保留

【中图分类号】R746 【文献标识码】A 【文章编号】1005-0019（2018）23--02

引言：原生生物指的是在生物界当中常见的一种真核生物，而生物的基因重复则是指含有基因的DNA片段发生了重复。我们在高中生物的学习当中，能够从教材以及教师的讲授当中，了解到有关于原生生物的一些知识。在当前有关于原生生物基因重复的研究已经在科学领域取得了较为突出的成绩，也能够成为我们提升自身生物科学素养的重要来源。

1 原生生物基因重复内涵与研究

原生生物离我们的生活并不遥远，在初中的生物课本当中教师就已经向我们讲述了藻类等原生生物的特征。原声生物并没有角质，并且生活在水里，作为一种生物具有细胞核以及有膜的细胞器。原生生物在地球当中存在了很长时间，而在原声生物的延续过程当中，不可以忽视基因重复这一演化过程。生物在基因同源重组作用下，在含有基因的DNA片段当中发生了重复。有关于原生生物基因重复的研究已经拥有了较为长久的历史，

2 基因重复的类型划分

2.1 大规模基因重复 基因重复主要分为两种类型，其中大规模的基因重复是一种十分常见的类型。以草履虫的生存演变为例，模式生物草履虫就会在经历基因重组的活动之后，在自身当中产生了大量的编码蛋白基因，并且能够有效按照基因的重复发生顺序来将其划分成为不同的类型。分别能够在早期、中期乃至近期等不同的时间段内实现基因重组。一般情况下在这三个时期当中，同源基因产生的比例分别为8%、24%以及51%。除了草履虫以外，鞭毛虫的基因重复过程也为科学家们的研究提出了研究的依据。在鞭毛虫的基因组当中，科学家们对于重复的基因进行提取和验证，能够发现了大约存在有2400个重复的基因，也就是说，占到了鞭毛虫全部基因的四成，这样的比例也证明了大规模的基因重复会发生在草履虫、鞭毛虫这一类的原生生物群体当中。大规模的基因重复之下，重复区域存在有一些共同的特性，能够成为了解基因重复现象的论点来源。

2.2 小规模基因重复 除了大规模的基因重复以外，在原生生物的群体当中还存在着小规模的基因重复。一般情况下，小规模基因重复的研究范围都限定在了基因家族当中，较为具有代表性的群体为微管蛋白、肌动蛋白以及一些其他的蛋白基因家族。在这些群体当中，能够呈现出一些具有高度重复状态的特点，同时一些核糖体基因也能够展现出类似的特征。在当前研究内容当中，小规模的基因重复一般来说都是由于具有共同的祖先，并且在同一个祖先的多次基因重复之下形成了当前的面貌。

3 基因重复的分化特点

3.1 假基因化 在原生生物基因重复的分化过程当中，呈现出的假基因化是一个较为常见的特征。假基因化指的是在基因重复时，由于突变导致了基因结构受到了影响，因此在原有的基因基础之上产生了一些正常功能的非功能化，假基因化的存在能够在很多原生生物的基因重复当中得到验证。以草履虫这种原生生物为例，在基因重复的过程当中，经历了三次连续的全基因组重复就会在40000个编码蛋白的基因当中，存在有1500个假基因，占到了整体基因比例的3.75%。这些假基因形成的原因主要是阅读框架移动，并且具有一定的随机性。

3.2 亚功能化 在基因重复当中，还存在有一定的特点，就是亚功能化。基因重复的亚功能化主要体现在了：由于重复基因的不同拷贝分别执行原基因的部分功能，因此导致了在各个基因拷贝之间会存在着一些互补的功能，这些功能不是相同的，但是却又能够在合作的状态下为原生生物的生长提供助力[1]。原生生物基因重复的亚功能化在草履虫当中十分常见。科学家们针对草履虫进行研究时发现当中所拥有的九种肌动蛋白的重复基因，不同分布状况之下的基因都和草履虫的运动具有一定的关联。亚功能化下的基因重复能够提供给新功能化的一个过渡阶段，但是却并不是最终完成的形态。

3.3 新功能化 在上文当中所提及的新功能化，实质上指的是一些含有基因的DNA能够在重复之后获得了新的功能，不仅继承了原有的能力，甚至出现了新的变化[2]。生物基因重复的新功能化在生物界当中并不是少见的现象，以叶猴科为例，这一科的生物属于哺乳动物，但是在核糖核酸酶的基因重复过程当中，产生了两个基因，并且在新产生的基因当中，由新的功能代替了原有的九个氨基酸，因此整体的pH值产生了变化，因此这些猴子虽然同属于哺乳动物，却不再像其他种类的猴子一样利用昆虫或者是果实作为食物，而是能够利用叶子作为主要的食物。基因重复的新功能化，更是为生物的演变和进化提供了良好的基础，并且有效帮助生物在自然界的竞争当中不断适应更新的环境。

结论：综上所述，基因重复是一种十分常见并且普通的生物学过程，这一过程当中原生生物利用自身的生理特征能够进行有效的物质遗传，并且产生一些新基因或者是亚功能基因。生物学领域当中类似基因重复的知识还有很多，我们应该立足于当前的生物学系，并且能够不断拓展自身的知识范围，保证能够有效提升生物学习的质量，并且利用实践观察以及实验，来获取更多的内容。

参考文献

王玲平. 不同生物中内含子大小和丰度的系统分析[D].中国科学院北京基因组研究所，2014.

黄丽娟，伊珍珍，林晓凤.原生生物基因重复研究进展[J].华南师范大学学报（自然科学版），2013，45（05）：1-6.