植物vs动物总结版:
简述高等植物基因组(可以以拟南芥和水稻基因组为例)与高等动物基因组(可以以人类、果蝇等基因组为例)在基因结构层面展示出来的基本差异。
高等植物基因组与高等动物基因组在基因结构上的基本差异主要是生命组学的第一困境,即复制-转录负载困境。
机制:
1.从平衡流看,
1.1高等植物基因组以复制负载为主,由单细胞祖先就决定,即高等植物的重复序列位于基因间区,只复制不转录,这种情况的重复序列在水稻中占50%,在小麦中占95%,相对于复制负担而言,其转录能量负担则会减少 50%(拟南芥和水稻)到 95%(大麦和小麦,这些多出来的能量显然会用于其它生物大分子的合成,如淀粉、纤维素、半纤维素、木质素和其它植物特异的次生代谢产物。即高等植物的能量大部分用于复制。
1.2高等动物基因组以转录负载为主,由单细胞祖先决定,即高等动物的重复序列位于基因内含子中,只转录不翻译,这种情况的重复序列在人中占90%,即高等动物物的能量大部分用于转录。
2.操作流角度来看,高等植物有多倍体化,而高等动物特别是脊椎动物就没有多倍体化。
- 操作流角度来看,高等植物有较复杂的DNA修复机制,而高等动物有较为复杂的剪切机制。
=================================================
3.1主体上,操作流中的不同剪接子决定所剪接的内含子大小,高等动物和高等植物中都有通用剪接子和自身独有的剪接子。对于特异剪接子来说,高等植物的特异剪接子比高等动物简单,这是因为增强子的缘故。增强子用于帮助剪切,高等植物的在intron中,而高等动物的增强子在exon中,所以高等植物的内含子比高等动物短。即高等动物允许比较大的内含子。
3.2因为等动物允许比较大的内含子,所以在机制上,从信息流的角度来说,高等动物允许重复序列插入内含子。
所以信息流上现象是:
3.2.1就最小内含子的大小来说,高等植物比高等植物小,比如拟南芥比果蝇的最小内含子小
3.2.2就基因空间来说,高等植物比高等植物小,比如水稻的基因空间大小为50%,其中基因间区成为基因组序列主体;而人类的基因空间大小为90%,其中内含子成为基因组序列主体。
综上,本质来说,生命起源于基因,基因起源于操作和平衡。
=============================================