基因类型

人体由大约 200 种细胞组成，如骨细胞、血细胞、皮肤细胞、神经细胞、肝细胞等。这些细胞构成不同的器官，其结构和功能各不相同，因为这些细胞会根据各自器官的需求表达不同的一组基因。例如，血清白蛋白基因仅在肝细胞（肝细胞）中激活。同样，胰岛素基因仅在胰腺的 β 细胞中表达。此外，有些基因存在于人体所有细胞中，但其中一些在肾细胞中表达，一些在肝细胞中表达，等等。

基因的类型可能不同。以下将描述真核生物中存在的一些基因类型：

1. 管家基因

它们也称为组成型基因。它们持续表达，因为它们是执行基本细胞功能所必需的，而这些基本细胞功能是持续发生的。换句话说，它们编码细胞为执行维持细胞所需的基本细胞活动而持续需要的蛋白质。因此，它们在正常条件下始终存在于细胞中并被表达。因此，它们是细胞存在的必要条件，无论细胞扮演何种角色。一些管家基因的例子是糖酵解基因和 ATP 酶基因。

2. 非组成型基因

这些基因在细胞中不会持续表达。它们也称为奢侈基因或特化基因。根据细胞反应或活动的需求，可以开启或关闭它们。一些例子包括植物中硝酸还原酶所需的基因以及大肠杆菌中乳糖操纵子的基因。

在生物体的整个生命周期中，它们大部分时间都保持不活跃或关闭状态。它们会变得活跃并仅在需要其产物时在特定细胞中表达。

它们进一步分为两类：诱导型和阻遏型。

• 诱导型基因：这类非组成型基因会在需要这些基因产物功能时，对化学物质或诱导剂的存在做出响应而开启或变得活跃。例如，硝酸盐用于硝酸还原酶。
• 阻遏型基因：它们会持续表达，直到它们的活性被化学物质或终产物抑制或阻遏。这种基因活性被终产物抑制称为反馈阻遏。例如，色氨酸操纵子基因被色氨酸阻遏。

3. 结构基因（顺反子）

它们也称为顺反子，因为它们是蛋白质编码基因，这意味着它们只编码蛋白质，而不编码任何类型的 RNA 或其他产物。它们是连续的 DNA 片段，包含蛋白质编码序列外显子和非编码序列，称为内含子。这些序列在顺反子内部重复且交替出现。

它们编码合成化学物质或蛋白质，以赋予细胞特定的形态和功能特征。结构基因受调控基因、操纵基因和启动基因的控制，这三个基因位于顺反子之上游。

4. 假基因

它们与功能性蛋白质编码基因相似或同源，但由于开放阅读框 (ORF) 错乱而无法产生功能性蛋白质。同样，它们可能与 RNA 编码基因高度相似，但无法产生 RNA 转录本。

我们可以说它们是 DNA 序列，可能与功能基因相似，但无法编码蛋白质。因此，它们是无功能的基因组序列，类似于功能基因，但由于无义密码子、缺失、插入和启动子区域失活（例如许多 snRNA 基因）而无法产生功能性产物。它们也称为功能基因的已失效亲属。

5. 转座子（跳跃基因）

顾名思义，它们是可以在基因组内从一个位置移动到另一个位置的基因或 DNA 片段；从一个 染色体 移动到另一个染色体。跳跃基因最早由诺贝尔奖得主麦克林托克（Mc Clintock）（1951 年）在玉米中发现，当时她观察到一个 DNA 片段可以在细胞基因组内从一个位置跳到另一个位置。它们大多位于染色体的端粒区域。

此外，它们不编码蛋白质。它们只能从染色体的一个特定区域（通常是染色体的末端区域）跳跃或断开，然后连接到另一个染色体。

此外，转座子在其末端包含重复的 DNA（相同或倒置）序列。在转座过程中，受体 DNA 中的目标序列会复制，转座子会插入重复的目标序列之间。转座酶通过切割或剪切作用，将重复片段从其原始末端分离。

6. 单拷贝基因

这些基因以单个拷贝存在。它们在基因组中只有一个物理位置，并且可以在其他物种中具有直系同源基因或同源物。

7. 加工基因

它们存在于真核生物中，并且没有内含子。它们是由逆转录或逆转录病毒形成的。加工基因大部分是无功能的，因为它们缺少启动子。

8. 重叠基因

它们是 DNA 片段，可以通过使用不同的阅读框架或起始密码子来编码一个以上的产物或多肽。它们编码多个产物，而不是编码特定产物，因此被称为重叠基因。它们在高等生物或脊椎动物中找不到。它们主要存在于细胞器、细菌、动物病毒、核真核基因组、DNA 病毒、RNA 病毒等。例如；ø x 174、SV-40 病毒。

9. 分裂基因

它们是由夏普（Sharp）和罗伯茨（Roberts）发现的。他们于 1993 年获得诺贝尔奖。它是一个基因，除了功能部分外，还包含一个非功能部分。它们拥有散布在必需的或编码部分之间的高效或非必需部分。因此，它们具有不编码蛋白质的插入序列。非功能部分称为内含子或间隔 DNA 或插入序列 (IVS)，功能部分称为外显子。在 RNA 进入细胞质之前，内含子会被去除。它们也称为断续基因。它们主要存在于真核生物中，但也有些存在于原核生物中。

10. 多基因

这是一组相似的基因。它们持续工作或表达，以满足细胞对特定蛋白质产物的需求。这些基因是同源基因，它们为一个特定的通路工作，并根据细胞环境的需求合成产物。

11. 调控基因

它控制另一个基因。它们开启或关闭结构基因的转录。它通过合成阻遏蛋白来控制操纵子中结构基因的表达。它被称为调控基因，因为它调控顺反子是否会被表达。

它们编码阻遏蛋白，并且位于顺反子或结构基因的编码序列的上游。它们产生阻遏 mRNA，该 mRNA 翻译出一种特定的阻遏蛋白，该蛋白与位于顺反子中调控基因旁边的操纵区域结合。因此，如果阻遏基因与操纵基因结合，顺反子将保持关闭状态，不会被表达。

12. 操纵基因

这个基因充当一个开关，例如，如果调控基因产生的阻遏蛋白结合在操纵区域，它（操纵基因）将保持关闭状态，并且不允许 mRNA 聚合酶前进并转录顺反子的结构基因，因此它充当打开或关闭顺反子转录的开关。

13. 启动基因

启动基因位于顺反子结构基因的上游（朝向起始点）。只有启动基因存在且活跃，顺反子才能工作或表达。它为 RNA 聚合酶的结合提供了位点，RNA 聚合酶结合到顺反子的启动子区域，以便它可以扫描结构基因的核苷酸并转录 mRNA。因此，启动基因是 RNA 聚合酶结合的位点。

14. 终止基因

这个基因（DNA 的一个片段或部分）位于顺反子的下游，在那里转录终止，RNA 聚合酶酶从 DNA 上解离。因此，它是 RNA 聚合酶活性停止和转录终止的 DNA 位点。

15. 沉默基因

它们可以使其他基因的活动沉默。如果细胞不需要某个基因的蛋白质产物，该基因就会被沉默基因沉默。

16. 增强基因

当细胞对某种蛋白质产物的需求很高时，这些基因可以增强与其他基因相关的活动，以生产该蛋白质产物。

17. 整合基因

它们可以存在于不同的染色体上或单个染色体的不同部分。当这些基因参与涉及 10 种或更多酶的特定生化途径时，它们会被同时激活。因此，必须有 10 种或更多的蛋白质来对应 10 种或更多的酶，同样，必须有 10 个或更多的顺反子来产生所需数量的蛋白质。因此，当代谢途径进行时，所有这些顺反子都是蛋白质编码基因，并同时被开启。