探索生命《生物學》91
Eucaryotic DNA Is Often Repetitive,
Enabling a Cell to Mass-Produce rRNA and Protein
1.
真核細胞的染色體組織是近幾年研究的焦點。研究顯示，真核細胞大約有10％的DNA基因序列，在基因組中出現不止一次，而是上千次，構成高度重複性的DNA highly repetitive
DNA。
Giorgio
Armani Men Fall/Winter 2013-14
2.
有一種「高度重複性的DNA」位於靠近著絲粒的位置，一般認為是這一段DNA使染色體在細胞分裂時排列成一條直線。另一種「高度重複的DNA」，它的基因密碼用來製造一種構成核醣體的RNA，這種相同的基因頭尾相接，不斷地重複出現。
3.
細胞需要大量製造核醣體RNA的基因，這是有道理的：細胞的成長，與細胞合成蛋白質的活動，需要數量龐大的核醣體來執行所有合成蛋白質的工作。
4.
如果DNA只有一段製造核醣體RNA的基因，那細胞必須重複轉錄同一組基因數成千上萬次，才有辦法滿足細胞對核醣體RNA數量的需求，這是不經濟的；
5.
因此大部分的真核細胞有大約25,000個核醣體RNA副本。（這樣掃瞄一次就能做出25,000個核醣體的RNA）其他還有許多高度重複性DNA的功能還不確定。
6.
大約有20%的真核基因組由中度重複性DNA moderately repetitive DNA組成。每一個中度重複性DNA序列大約重複數百次，而不像高度重複性DNA序列是重複數千次。
7.
中度重複性DNA可分為二類，第一類是重複「串連超過三個以上的基因組」tandem
repeat of three more genes，這些基因是rRNA的密碼，這組基因在染色體（DNA鏈）上不斷重複出現；
8.
這段重複記錄rRNAs基因密碼的染色體，再複製成許多條染色體，變成多線性區域polytene region；
9.
多線性區域包含25到250個平行的染色體副本，這數條一樣的染色體綁在一塊，好像多個款式一樣的手鐲綁在一起。一般染色體就像單一個手鐲，而多線性區域的染色體則是數個一模一樣的手鐲合組成的配件。
10.
這種重複並排的染色體，可對一個活化的基因，製造出25,000個基因副本。多線性區域在染色體上形成一個環節，帶有許多環節的染色體加起來即成為核仁nucleolus。
11.
第二類中度重複性DNA散落在染色體各處，它們的功能目前尚不清楚。
真核細胞內有許多沒有明顯功能、不需要轉錄的序列Untranscribed
Single-Copy Sequences With No Apparent Function Abound in Eucaryotes
12.
真核細胞大約有70％的基因組，是單拷貝的序列（沒有副本）。這類的基因大部分從未轉錄，它們的功能至今仍不瞭解。哺乳動物細胞內，許多單拷貝基因序列是偽基因pseudogenes，它們是不會被轉錄的。
13.
研究人員統合各種不同生物的官能性基因，將插入子區域的基因也列入計算範圍之後發現，真核DNA大約只有1％的密碼轉錄成mRNA。這點跟原核細胞完全不一樣，原核細胞90%的基因材料都被轉錄成RNA。
14.
原核細胞的基因幾乎沒有內插子，沒有間隔用的基因，沒有偽基因或其他的基因碎片，這可能就是為什麼原核細胞繁殖快速的原因（不需要花時間複製無用的基因）。
15.
有些研究人員相信，真核細胞只是缺乏管道去除垃圾基因，造成垃圾基因不斷累積；另外一些人認為，DNA裡大量不被轉錄的基因，是生物經歷演化過程基因複製與基因突變的活資料庫。
16.
真核細胞的基因組織，是現代生物學界最為關注並且仍有待突破的領域之一。
原核細胞的基因調控模型不能直接套用在真核細胞身上 Procaryotic Models of
Gene Control Cannot Be Applied Directly to Eucaryotic Cells
17.
雖然細菌（原核細胞）的各種基因轉錄調控模型，提供不少解釋真核細胞基因調控的觀點，但是細菌的基因調控模型無法直接套用在真核細胞身上。
18.
至今尚未有任何足以說服人的證據證明，細菌的「操縱子基因組」與真核細胞的「操縱子基因組」有關。真核細胞有重複的基因序列、偽基因、內插子，真核細胞染色體的基因複雜度遠高於原核細胞，因此真核細胞的基因調控與原核細胞不同也不足為奇了。
19.
真核基因材料緊密的包裹在DNA線圈裡，在轉錄之前必須先拉直並且鬆開，這麼複雜的工程勢必需要比原核細胞更高等級的調控機制。
20.
此外，真核細胞必須協調多組基因群，每一組基因群都各有其負責的特定組織與生長步驟。雖然真核細胞調控基因活化與抑制的規則還不太清楚，不過它確實有好幾種層次的基因調控的方式。
21.
真核細胞的基因轉錄調控，顯然是細胞中最重要的操控技術，從合成與打斷mRNA可分為各種不同的等級，由此可推測轉錄mRNA的方式可分為各種不同的等級。
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