生物基因重组发生在什么时期

高中生物

2023/2/28

基因重组指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。其发生在二倍体生物的每一个世代中。基因是一个包含必要的信息，在可控制的方式生产功能的RNA产物的核酸段。

生物基因重组发生在什么时期

基因重组发生在哪个阶段

减数分裂中哪些时期发生基因重组？减数分裂前期和后期发生基因重组。

减数第一次分裂前期（也可以说是减数分裂的四分体时期）：同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换）

减数第一次分裂后期：同源色体分离，非同源染色体自由组合，发生基因重组。

基因重组，每条染色体的两份拷贝在有些位置可能具有不同的等位基因，通过互换染色体间相应的部分，可产生于亲本不同的重组染色体。重组来源于染色体物质的物理交换，减数分裂前期，每条染色体有4份拷贝，所有的4份拷贝紧密相连，发生联会。这个结构称为二阶体，二阶体的每条染色体单元称为染色单体，染色体物质的两两交换就发生在不一样的染色单体（非姐妹染色单体）之间。

基因重组的过程

二阶体中的两条染色单体在相应的位点发生断裂，断裂的两端成“十”字形重接，产生新的染色单体。每一条新染色单体之间的接点的一端包含来自一条染色单体的物质，另一端包含另一条染色单体的物质。

发生重组的必须条件是两条DNA链的互补性。每条染色单体包含一条长的双链DNA，发生重组的断裂位点依赖于位点附近碱基的互补配对。当双链中的一条链与另一条双链的一条链发生交叉时，将形成一条杂合DNA。每个重组包括左侧亲本双链体DNA通过一段杂合DNA与右侧的另一条亲本双链体相连。

杂合DNA的形成同时也要求两条重组双链体的序列相邻，并能在两条互补链之前配对。如果两条亲本双链DNA在重组区域没有差别，将形成完全互补配对的杂合DNA。若在该区域内，两条亲本双链DNA存在小差异，这种反应也能发生但杂合DNA存在错配点。错配点将在后续进行错配纠正。

从广义上讲，任何造成基因型变化的基因交流过程，都叫做基因重组。而狭义的基因重组仅指涉及DNA分子内断裂—复合的基因交流。真核生物在减数分裂时，通过非同源染色体的自由组合形成各种不同的配子，雌雄配子结合产生基因型各不相同的后代，这种重组过程虽然也导致基因型的变化，但是由于它不涉及DNA分子内的断裂c复合，因此，不包括在狭义的基因重组的范围之内。

根据重组的机制和对蛋白质因子的要求不同，可以将狭义的基因重组分为三种类型，即同源重组、位点特异性重组和异常重组。同源重组的发生依赖于大范围的DNA同源序列的联会，在重组过程中，两条染色体或DNA分子相互交换对等的部分。真核生物的非姊妹染色单体的交换、细菌以及某些低等真核生物的转化、细菌的转导接合、噬菌体的重组等都属于这种类型。大肠杆菌的同源重组需要RecA蛋白，类似的蛋白质也存在于其他细菌中。位点特异性重组发生在两个DNA分子的特异位点上。它的发生依赖于小范围的DNA同源序列的联会，重组也只限于这个小范围。两个DNA分子并不交换对等的部分，有时是一个DNA分子整合到另一个DNA分子中。这种重组不需要RecA蛋白的参与。异常重组发生在顺序不相同的DNA分子间，在形成重组分子时往往依赖于DNA的复制而完成重组过程。例如，在转座过程中，转座因子从染色体的一个区段转移到另一个区段，或从一条染色体转移到另一条染色体。这种类型的重组也不需要RecA蛋白的参与。

现代基因工程技术是在试管内按人为的设计实施基因重组的技术，也称为重组DNA。

目的是将一个个体细胞内的遗传基因转移到另一个不同性状的个体细胞内DNA分子，使之发生遗传变异。来自供体的目的基因被转入受体细菌后，可进行基因产物的表达，从而获得用一般方法难以获得的产品，如胰岛素、干扰素、乙型肝炎疫苗等是通过以相应基因与大肠杆菌或酵母菌的基因重组而大量生产的。即基因重组

由于基因的独立分配或连锁基因之间的交换而在后代中出现亲代所没有的基因组合。

原核生物的基因重组有转化、转导和接合等方式。受体细胞直接吸收来自供体细胞的DNA片段，并使它整合到自己的基因组中，从而获得供体细胞部分遗传性状的现象，称为转化。通过噬菌体媒介，将供体细胞DNA片段带进受体细胞中，使后者获得前者的部分遗传性状的现象，称为转导。自然中转导现象较普遍，可能是低等生物进化过程中产生新的基因组合的一种基本方式。供体菌和受体菌的完整细胞经直接接触而传递大段DNA遗传信息的现象，称为接合。细菌和放线菌均有接合现象。高等动植物中的基因重组通常在有性生殖过程中进行，即在性细胞成熟时发生减数分裂时同源染色体的部分遗传物质可实现交换，导致基因重组。基因重组是杂交育种的生物学基础，对生物圈的繁荣昌盛起重要作用，也是基因工程中的关键性内容。