串联重复基因 tandem和segmental的区别与联系

串联重复基因 tandem和segmental的区别与联系

很多人研究基因家族的时候会有以下疑惑:

基因家族串联重复基因tandem和segmental的区别与联系,如何理解基因家族加倍与复制?
要回答以上问题,要从基因家族形成方式上去解释:

基因家族的形成方式:

1.染色体組多倍化( Whole genome duplication or  polyploidization):大部分植物都经历过古老的全基因组复制事件or多倍化,它是一种大规模的染色体倍增事件,一次性增加一个物种所有基因的剂量,导致基因组中保留着大量染色体倍增的片段。全基因组复制造成的重复区通常是一大片区域中所有基因的重复,而不是单个基因或几个基因的重复。高等植物,很多都经历过多倍化过程如棉花(AADD),花生(AABB),小麦(AABBDD)等等,那么基因组在多倍化的过程中,就会发生基因的成倍增加:

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2.串联复制(Tandem duplication) :串联复制主要发生在染色体重组区域,串联复制形成的基因家族成员通常紧密排列在同一条染色体上,形成一个序列相似、功能相近的基因簇。According to the descriptions of Holub [1], a chromosomal region within 200 kb containing two or more genes is defined as a tandem duplication event.

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3.染色体片段复制(Segmental duplication):导致复制的基因距离较远,甚至位于不同的染色体。

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总结:基因家族串联复制与加倍定义

Segmental duplications multiple genes through polyploidy followed by chromosome rearrangements[2]。

Tandem duplications were characterized as multiple members of one family occurring within the same intergenic region or in neighboring intergenic regions[3]。


考文献

[1] Holub EB. The arms race is ancient history in Arabidopsis, the wildflower. Nat Rev Genet. 2001;2(7):516.
[2] Yu J, Wang J, Shi X: The genomes of Oryza sativa: a history of duplications. PLoS Biol. 2005, 3 (2): e38-10.1371/journal.pbio.0030038.
[3] Ramamoorthy R, Jiang SY, Kumar N, Venkatesh PN, Ramachandran S: A comprehensive transcriptional profiling of the WRKY gene family in rice under various abiotic and phytohormone treatments. Plant Cell Physiol. 2008, 49 (6): 865-879. 10.1093/pcp/pcn061.
[4] Evolution of Gene Duplication in Plants Nicholas Panchy, Melissa Lehti-Shiu, Shin-Han Shiu Plant Physiology Aug 2016, 171 (4) 2294-2316; DOI: 10.1104/pp.16.00523

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