主要区别——基因与基因组

细胞的遗传信息以化学形式存储在 DNA 或 RNA 中。多核苷酸链中核苷酸碱基的排列顺序决定了遗传指令。基因是一段核苷酸序列，它编码一种特定的蛋白质。人类的总 DNA 分子中有数千个基因。整个核 DNA 称为生物体的基因组。这种 DNA 被打包成染色体结构。所有基因序列都称为非重复DNA。一个基因组有许多 DNA 序列，这些被称为重复 DNA。这种重复的 DNA 在基因调控中也有作用。这 关键区别 基因和基因组之间是 基因是 DNA 分子上的一个位点，而基因组是整个核 DNA。

本文研究，

1.什么是基因 – 定义、特征、结构 2.什么是基因组 – 定义、特征、结构 3.基因和基因组有什么区别

什么是基因

基因是 DNA 多核苷酸链上的一个基因座或一段序列。它编码特定蛋白质的氨基酸序列，被认为是遗传的分子单位。遗传指令通过繁殖通过基因传递给后代。在高等生物的单个 DNA 分子中可以找到数千个基因。基因序列被转录成RNA； RNA 被翻译成蛋白质，从而决定性状。这是分子生物学的中心法则。

基因的概念及其遗传模式起源于 1860 年代 Gregor Mendel 的发现。对基因或基因组特性的研究称为遗传学。大多数基因由 DNA 组成，但少数可能由 RNA 组成。一些病毒由 RNA 基因组成，因为它们的遗传物质是 RNA。在原核生物中，操纵子是通过对功能相关的基因进行分组而形成的。多个蛋白质编码序列一起转录。真核基因结构主要由两个区域组成：编码序列和调控序列。真核编码序列由外显子、内含子和非翻译区组成，而原核基因缺乏内含子。基因与内含子一起转录。因此，它们通过外显子的剪接被去除。另一方面，多种蛋白质可以通过可变剪接产生。基因表达在转录和翻译水平受到调控。基因的变异称为等位基因。同一基因的不同等位基因在人群中产生不同的表型。

图 1：基因

什么是基因组

生物体的整套核 DNA 被称为基因组。大多数基因组由 DNA 组成，尽管一些病毒由 RNA 基因组组成。线粒体和叶绿体等细胞器由它们自己的基因组组成，分别称为线粒体基因组和叶绿体基因组。

基因组由编码基因和非编码垃圾 DNA 组成。基因组的大小与生物体的形态复杂性成比例地增加。人类基因组包含 32 亿个碱基对。它由大约 25, 000 个基因组成。人类基因组中的大多数 DNA 序列都包含垃圾 DNA。 DNA多核苷酸链被组织成单独的染色体。人类基因组由 22 对同源的常染色体和 2 条性染色体组成。一些生物体由多个基因组拷贝组成。具有单一基因组副本的生物体称为 单倍体 生物。多个副本被调用 二倍体, 三倍体 和 四倍体.人类基因组是一个二倍体基因组。与体细胞相比，有性繁殖生物的配子染色体数目只有一半。

独特生物体的基因组被称为该特定生物体的基因组成。人类基因组已被人类基因组计划完全测序和绘制。水平基因转移和序列重复导致基因组进化。复制可以是基因簇、短串联重复、整个染色体甚至整个基因组的复制。基因组学是研究相关生物的基因组。

图 2：基因组

基因与基因组的区别

定义

基因： 基因是遗传信息的遗传要素。它是染色体内的一个位点。

基因组： 基因组是所有核 DNA 的集合。大多数情况下，DNA 以染色体的形式存在。

内容

基因： 基因是DNA分子的一部分。

基因组： 基因组是细胞中的总DNA。

编码

基因： 基因编码蛋白质合成。

基因组： 基因组编码蛋白质和蛋白质合成的调控元件。

长度

基因： 一个基因的长度大约是几百个碱基。

基因组： 高等生物的基因组长度约为十亿个碱基对。

数字

基因： 一个高等生物包含大约数千个基因。

基因组： 每个生物体只包含一个基因组。

对进化的贡献

基因： 基因的变异称为等位基因。这些等位基因可以自然选择。

基因组： 水平基因转移和复制会导致基因组发生巨大变化。

学习

基因： 对基因特性的研究是遗传学。

基因组： 相关基因组特性的研究是基因组学。

结论

称为等位基因的基因变异是由点突变产生的。点突变发生在碱基对水平。另一方面，基因组水平发生的变化比较大。水平基因转移和基因复制分别引入和增加基因产物。因此，基因和基因组之间的主要区别在于它们携带的核苷酸的大小。

参考：1.Susman M.“基因：定义和结构”。生命科学百科全书，自然出版集团，2001 年。20172 年 2 月 9 日访问。Schleif R. 遗传学和分子生物学。第二版，约翰霍普金斯大学出版社，1993 年，第 22-47 页。 2017 年 2 月 9 日访问

图片提供：1.“人类基因组到基因”（CC BY 2.0）来自 Commons Wikimedia2.“Gene es” – 通过 Commons Wikimedia 修订（公共领域）