串联重复序列

### 串联重复序列

**串联重复序列**（Tandem Repeats），又称为串联重复DNA，是指在基因组中，相邻的DNA序列重复排列的结构。根据重复单元的长度和重复次数的不同，串联重复序列可以进一步分类为微卫星（microsatellites）、小卫星（minisatellites）和巨卫星（macrosatellites）。

#### 分类

1. **微卫星（Microsatellites）**：

   - 又称为短串联重复序列（Short Tandem Repeats, STRs）。

   - 每个重复单元长度为1-6个碱基对。

   - 常见于基因组的非编码区域，但也可以出现在基因的内含子和外显子中。

   - 例如：CACACACACACACACA（CA重复）

2. **小卫星（Minisatellites）**：

   - 每个重复单元长度为10-60个碱基对。

   - 通常位于染色体末端的端粒区，但也可以出现在其他区域。

   - 例如：GTGTGTGTGTGT（GT重复）

3. **巨卫星（Macrosatellites）**：

   - 每个重复单元长度大于100个碱基对。

   - 重复次数相对较少，主要位于特定的染色体区域。

   - 例如：部分人类基因组中发现的长重复序列。

#### 生物学功能和意义

1. **基因调控**：

   - 串联重复序列可以影响基因的转录和翻译，起到调控基因表达的作用。

   - 重复序列的长度变化可能导致基因表达的改变，进而影响生物体的表型。

2. **基因组结构维护**：

   - 串联重复序列在端粒和着丝粒区域的存在有助于染色体的稳定性和分离。

   - 端粒重复序列保护染色体末端，防止DNA损伤和不完全复制。

3. **进化和多态性**：

   - 串联重复序列由于其高度可变性，是基因组多态性的主要来源之一。

   - 重复序列的变异（例如重复次数的变化）可以用于种群遗传学研究和亲缘关系分析。

#### 应用

1. **法医学**：

   - 微卫星因其高度多态性，被广泛应用于法医学中的个人身份鉴定和亲子鉴定。

   - STR分析技术利用PCR扩增特定的微卫星序列，通过电泳或测序确定重复次数。

2. **遗传学研究**：

   - 串联重复序列作为遗传标记，用于基因组图谱构建和连锁分析。

   - 研究微卫星在不同物种中的分布和变异，有助于理解进化过程。

3. **疾病研究**：

   - 一些疾病与串联重复序列的异常扩增有关，例如亨廷顿舞蹈症和脆性X综合症，这些疾病通常涉及重复序列的异常扩展。

#### 例子

1. **亨廷顿舞蹈症**：

   - 由HTT基因中的CAG重复序列异常扩增引起。

   - 正常人群中，CAG重复序列一般在10-35次之间，病患者中该重复序列超过36次，导致蛋白质异常并引发神经退行性疾病。

2. **脆性X综合症**：

   - 由FMR1基因中的CGG重复序列异常扩增引起。

   - 正常人群中，CGG重复序列一般少于55次，病患者中该重复序列超过200次，导致基因沉默和发育障碍。

#### 总结

串联重复序列在基因组中占据重要位置，其变异性和多样性对基因调控、基因组稳定性、进化和遗传学研究具有重要意义。深入研究串联重复序列的功能和机制，不仅有助于揭示基因组的复杂性，还为疾病的诊断和治疗提供了新的视角。

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