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基因增选(招募)

1990
  • Susumu Ohno
  • Joram Piatigorsky
  • Graeme Wistow
描述进化遗传学研究中基因共用的实验室场景。.

(图片仅供参考)

基因增选,或基因募集,是指一个基因或基因网络被利用来执行新功能的进化过程,通常是在不同的发育背景下。这是无需创造新基因即可进化出新性状的主要机制。例如,晶状体蛋白(眼晶状体的透明结构蛋白)就被从代谢酶中增选出来。

基因共收是进化作为 ‘工匠 ’而非工程师的有力例证。它不是从零开始设计新的元件,而是重新利用现有元件。其分子机制通常涉及基因顺式调节元件(CRE)的变化。例如,CRE 中的一个突变可导致以前只在肝脏中表达的基因现在在发育中的皮肤细胞中表达。如果这种新的表达模式具有某种优势,就会被选择。蛋白质本身最初并不需要改变;新的位置和环境赋予了它新的功能。.

晶状体蛋白就是一个典型的例子。Piatigorsky 和 ​​Wistow 在 20 世纪 80 年代的研究表明,许多晶状体蛋白与常见的代谢酶(如乳酸脱氢酶和精氨琥珀酸裂解酶)相同或密切相关。这些酶原本存在于细胞中,并且恰好具备高浓度下的稳定性和溶解性等特性,使其适合形成透明的折射晶状体。一种调控突变导致它们在发育中的眼睛中大量过度表达,赋予它们新的结构功能。另一个著名的例子是,用于控制附肢发育的 Distal-less 基因被赋予了蝴蝶翅膀上的眼斑图案。

UNESCO Nomenclature: 2411
- 演变

类型

抽象系统

中断

重大的

用法

广泛使用

前体

  • 大野进的基因复制进化论
  • 斯蒂芬·杰伊·古尔德和伊丽莎白·弗尔巴提出的“适应”概念
  • Jacob-Monod 基因调控模型(操纵子)
  • 蛋白质测序和生物化学的进展
  • 顺式调控元件的发现

应用程序

  • 解释羽毛、四肢和眼睛等新生物结构的起源
  • 了解蛇毒是如何从消化酶进化而来的
  • 合成生物学,用于将新功能设计到现有的基因回路中
  • 药物开发,通过了解蛋白质如何发挥多种功能(兼职)
  • 追踪复杂性状的进化史

专利:

NA

潜在创新理念

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相关内容: 基因共用 招募 外适应 结晶素 进化 新特征 基因调控 顺式调控元件 无远端 进化-变形.

历史背景

基因增选(招募)

1983
1987
1990
1990
1990
1997
2000
1979
1983
1988
1990
1990
1997
2000
2008

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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