
【化】 intragenic complementation
基因内互補(intragenic complementation)是遺傳學中描述同一基因内部不同突變體之間功能互補的現象。當兩個等位基因突變位點位于同一基因的不同區域時,其産物(如蛋白質亞基)可能通過結構或功能協同作用恢複部分或全部正常表型。該現象首次在粗糙脈孢菌(Neurospora crassa)研究中被揭示,成為理解基因結構與功能關系的重要依據。
其核心機制涉及突變蛋白亞基的物理互作或功能補償。例如,若某一酶的兩個突變體分别破壞催化域和結合域,兩者結合可能重構活性位點,恢複催化能力。這種現象在真核生物多亞基蛋白系統中尤為顯著,如酵母菌的色氨酸合成酶系統(來源:《現代遺傳學原理》第三版)。
當前研究顯示,基因内互補對遺傳病治療具有啟示意義。囊性纖維化跨膜傳導調節因子(CFTR)基因的特定錯義突變組合,可能通過互補效應改善氯離子通道功能(來源:美國國立生物技術信息中心NCBI數據庫)。但需注意,互補程度受突變位點空間構象及分子間作用力強度制約。
基因内互補是指同一基因内的不同突變位點通過互補作用部分恢複功能的現象,常見于多亞基蛋白質的組裝過程中。以下是詳細解釋:
基因内互補發生在同一基因的兩個不同突變體之間。例如,在lacZ基因中,若突變體M15(缺失部分氨基酸)與攜帶完整α肽段的突變體結合,兩者的産物可通過互補形成有功能的β-半乳糖苷酶,從而恢複分解X-gal的能力。這種互補依賴于蛋白質亞基的相互作用:兩個突變的亞基可能通過結構互補,形成部分有活性的多聚體。
在基因工程中,α互補被用于藍白斑篩選。例如,将外源DNA插入含lacZ基因的質粒時,若插入成功會破壞α肽段,導緻無法互補,菌落呈白色;未插入的質粒則通過互補形成藍色菌落。
總結來看,基因内互補揭示了蛋白質亞基組裝的重要性,并為分子生物學技術(如克隆篩選)提供了理論基礎。
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