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manbet手机版问麦克林托克芭芭拉

manbet手机版获奖理由:她发现了“移动基因元件”。

manbet手机版总结

manbet手机版30多年前，芭芭拉·麦克林托克在植物中发现了可移动的遗传元素。manbet手机版这一发现是在遗传密码和DNA双螺旋结构尚不清楚的时候做出的。manbet手机版直到最近十年，移动遗传元件的生物学和医学意义才变得明显起来。manbet手机版这种类型的元素现已在微生物、昆虫、动物和人类中被发现，并已被证明具有重要的功能。

manbet手机版遗传不稳定性最初是在玉米(Zea mays)中发现的，它被发现会导致玉米粒色素沉着模式的改变。manbet手机版而不是均匀的色素，内核有更强烈的色素沉着部分。manbet手机版斑点的大小和颜色各不相同。manbet手机版与此同时，这些细胞显示出染色体断裂和其他异常。manbet手机版麦克林托克研究了色素沉着模式、籽粒和染色体变化之间的关系。manbet手机版籽粒颜色的变异被发现与染色体内或染色体间结构元件的转位平行。manbet手机版由于转位导致邻近基因失活，麦克林托克使用术语“控制元件”来描述可移动的染色体结构。manbet手机版转位的另一个影响是染色体在移动元件被整合的地方断裂。

manbet手机版在20世纪60年代中期，移动遗传元件在细菌中被证明，并在抗生素耐药性从一个细菌传播到另一个细菌中发挥作用。

manbet手机版这些元素还被发现在单细胞寄生虫(锥虫)改变其表面特性从而避免宿主生物免疫反应的能力方面具有重要作用。manbet手机版DNA片段的重组被证明是淋巴细胞能够产生无数种不同的抗体来对抗外来物质的关键因素。manbet手机版近年来，越来越多的证据表明，基因转位或不完全基因参与了正常细胞向肿瘤细胞的转化。manbet手机版因此，已经发现控制细胞生长的基因在癌变过程中从染色体转移到另一个染色体。manbet手机版芭芭拉·麦克林托克对移动遗传元件的首次发现具有重要的医学和生物学意义。manbet手机版它还带来了关于基因如何形成以及它们在进化过程中如何变化的新观点。

manbet手机版当麦克林托克开始这项导致发现可移动遗传元件的工作时，遗传不稳定性已经在植物和昆虫(果蝇)中得到证实。manbet手机版在玉米中，这种不稳定性导致籽粒呈现出不同颜色的斑块。manbet手机版这种杂色被认为反映了某些染色体区域更脆弱，导致色素沉着的基因比其他基因更容易突变。manbet手机版当子细胞繁殖并继承突变基因时，形成了具有改变的色素沉着模式的细胞集落。

manbet手机版麦克林托克首先研究了玉米植株的染色体结构，发现了色素沉着的多样性。manbet手机版通过将这些研究结果与基因杂交的结果结合起来，她能够定位基因manbet手机版如。manbet手机版单个染色体上的淀粉类型、储存蛋白、花青素色素。manbet手机版在这10对染色体中，第9对被证明是特别有趣的。

manbet手机版选择玉米有几个实验优势。manbet手机版每个穗(图1)有几百粒，每粒都是一次独立受精的结果。manbet手机版通过观察单个籽粒的结构、淀粉含量或色素沉着，可以很容易地研究一系列性状的遗传。manbet手机版影响色素沉着的突变特别有用，不仅因为它们很容易观察到，而且因为它们不会损害细胞的增殖。manbet手机版因此，如果单个细胞在内核发育过程中经历突变或其他形式的遗传变化，这将导致连续几代子细胞的色素沉着改变。manbet手机版因此，不同颜色斑点的数量和大小为遗传不稳定性的程度和发育过程中发生遗传变化的时间点提供了重要信息。

manbet手机版图1所示。manbet手机版玉米植物，玉米穗轴和玉米粒的概要图。

manbet手机版玉米作为实验系统的另一个优点是，单个染色体很容易研究。manbet手机版在20世纪30年代，麦克林托克通过描述正常和变异玉米染色体的详细形态，对植物遗传学做出了重要贡献。manbet手机版这项工作是发现可移动遗传元件的必要条件。

manbet手机版麦克林托克特征的第一个可移动元素在第9号染色体上被发现，在那里它引起染色体断裂(图2)。由于染色体被分为两部分，这个元素被命名为“游离”或Ds。manbet手机版当它沿着9号染色体转位时，它引起了邻近基因的断裂和失活。manbet手机版因此，McClintock将移动元素称为“控制元素”。manbet手机版为了使d转位，必须存在第二种被称为“激活子”(Ac)的遗传元素。manbet手机版Ds和Ac共同代表一个控制基因活性的双元系统。manbet手机版麦克林托克还发现了不同形式的d，一些导致完全基因失活，而另一些导致不同程度的部分基因失活。manbet手机版Ac元的作用被证明是一个协调的。manbet手机版Ac通过向Ds元素发出信号，触发了一个或几个这样的元素的转位。manbet手机版Ac元素也以不同的形式出现。manbet手机版其中一些在核发育早期产生信号，而另一些则在发育后期诱导转位。 The type of Ac element could be detected by examining the size of differently pigmented spots on the surface of the kernels.

manbet手机版在后来的工作中，麦克林托克证明了其他玉米染色体上的遗传不稳定区域。manbet手机版在这些情况下，观察到的现象也被证明是由于遗传因素从一个染色体转移到另一个染色体。

manbet手机版McClintock发现的控制元素最重要的特征如下:

manbet手机版该控制元件在遗传杂交中表现为普通基因，可定位于特定的染色体区域。manbet手机版当它们沿着染色体转位或在染色体之间转位时，它们会导致邻近基因失活。manbet手机版在某些情况下，它们还会导致整合位点的结构不稳定，导致染色体很容易在这些位点断裂。manbet手机版当控制元件离开某一区域时，先前失活的基因恢复正常功能。

manbet手机版控件元素可以分为组。manbet手机版在一个特定的群体中，一个元素在转位时充当上级元素(调节器)向下级元素(受体)发出信号。manbet手机版通过这样做，高级元件控制了在发育过程中发生转位的确切时间。

manbet手机版控制元素可以假定不同的状态。manbet手机版它们可以是由两个或多个元素组成的监管系统的一部分。manbet手机版它们也可以作为独立或自主的元素出现。manbet手机版一些元素通过编程邻近基因在较晚的时间变得活跃，这可能是几代细胞之后。

manbet手机版麦克林托克的实验进行得很有独创性，也很严谨。manbet手机版它们揭示了一个以前未知的遗传现象的世界。manbet手机版尽管如此，他们还是没有引起同时代科学家的注意。manbet手机版这可能是因为她的研究结果发表在不太广泛阅读的出版物上，如她工作的研究所的年度报告和从事玉米育种的植物育种家之间的特别通讯中。manbet手机版一个重要因素是她在遗传学其他领域的发展远远领先于其他领域。manbet手机版她最重要的成果是在DNA双螺旋结构和遗传密码被发现之前发表的。manbet手机版此外，从实验的角度来看，玉米籽粒的色素沉着模式是有用的，但没有什么实际意义。

manbet手机版近年来，移动遗传元件已在许多物种中得到证实。manbet手机版这为基因进化的机制提供了新的见解，并导致了基因组织和功能的更动态的画面。manbet手机版在细菌中，被称为“插入序列”或IS元件的短DNA片段被发现从细菌染色体转移到被称为质粒的更小的DNA分子或从一个质粒转移到另一个质粒。manbet手机版他们的转位的影响是基因的失活。manbet手机版两侧被IS元件包围的基因变得可移动(图3)。这类基因被称为“转座子”，在临床医学中具有重要意义。manbet手机版通常，这些结构携带对抗生素有抗性的基因。manbet手机版这种耐药基因从耐药细菌到敏感细菌的传播是传染病治疗中的一个主要问题。

manbet手机版图3。manbet手机版耐药性基因如何利用转座子作为载体从细菌染色体跳到质粒(步骤1)的概要图。然后，质粒(r因子)可能被敏感细菌(步骤2)利用，从而对抗生素产生耐药性。manbet手机版这样，对抗生素的耐药性可能会从一个细菌传播到另一个细菌，使治疗变得困难。

manbet手机版在噬菌体中也发现了可移动的遗传元件，即感染细菌的病毒。manbet手机版锥虫是一种引起非洲昏睡病的寄生虫，在这种寄生虫中，可移动的遗传元件引起寄生虫表面分子的变化，使寄生虫有可能逃避宿主生物的免疫反应。

manbet手机版在昆虫(果蝇)中，已鉴定出若干可移动遗传元件，并证明它们与RNA肿瘤病毒中发现的基因密切相关。manbet手机版其中一种被称为“复制体”的元素可以作为移动基因出现在核DNA中。manbet手机版它也可以被复制成RNA，成为RNA病毒的一部分。manbet手机版当新细胞被感染时，RNA形式可以再次复制回DNA。manbet手机版然后，DNA副本在被感染细胞的细胞核中成为一个可移动的基因。

manbet手机版移动遗传元件与RNA病毒(逆转录病毒)之间的相关性也与动物和人类细胞有关。manbet手机版一些导致正常细胞变成肿瘤细胞的基因(致癌基因)既可以作为病毒基因(v-onc)出现，也可以作为细胞基因(c-onc)出现。manbet手机版在某些情况下，肿瘤细胞的异常生长模式与c-onc基因的转位或与c-onc基因附近的移动遗传元件的整合有关。

manbet手机版麦克林托克发现的移动遗传元件对我们理解基因的组织和功能具有深远的意义。manbet手机版她独自进行了这项研究，当时她的同时代人还没有意识到她的发现的普遍性和意义。manbet手机版在这方面，她的情况与100年前另一位伟大的遗传学家格雷戈尔·孟德尔(Gregor Mendel)有一些相似之处。孟德尔通过研究豌豆，发现了遗传学的其他基本原理。