定向变异

生物学概念

在自然界发生的基因突变、基因重组和染色体变异都是不定向变异；在人为控制下发生的变异往往是定向变异。

定义

定向变异就是按照人的意愿通过一定的技术手段(主要是基因工程)让生物朝人的需要进行的变异,就是生物朝一定方向发展的变异（受人为或环境因素控制，其中环境起到了自然选择的作用）。

用途

在蛋白质工程中，人类想要创造出前所未有的蛋白质就必须通过对基因的改造来实现目的。基因的定点突变是人工改造基因常用的方法。定位突变蛋白质中的氨基酸是由基因中的三联密码决定的，只要改变其中的一个或两个就可以改变氨基酸。通常是改变某个位置的氨基酸，研究蛋白质结构、稳定性或催化特性。盒式突变1985年Wells提出的一种基因修饰技术——盒式突变，一次可以在一个位点上产生20种不同氨基酸的突变体，可以对蛋白质分子中重要氨基酸进行“饱和性”分析。利用定位突变在拟改造的氨基酸密码两侧造成两个原载体和基因上没有的内切酶切点，用该内切酶消化基因，再用合成的发生不同变化的双链DNA片段替代被消化的部分。这样一次处理就可以得到多种突变型基因。由于基因的定点突变是完全受人类控制的，目的性非常强。所以这种变异是定向的。

在基因工程中，为了创造符合人类意愿的生物新品种，人们常将一些优良基因导入受体细胞。例如将人类胰岛素基因看作目的基因，获得目的基因后和质粒结合形成重组质粒，再导入大肠杆菌细胞内，形成能产生人类胰岛素的工程菌。这种变异可视为基因重组，而这种基因重组由于导入的目的基因非常明确，可认为是定向的。再有，有人提出虽然目的基因是明确的，但目的基因导入受体的“地点”是不明确的，还不能看作是定向变异。但随着科学技术的发展，通过对限制性内切酶的选择和修饰，现代生物工程技术已经能够较准确的把目的基因导入受体菌内相对固定的位点。所以，我们可以得出结论，基因工程中的基因重组是定向的。

在育种工作中，育种学家常采用单倍体育种方法和多倍体育种方法创造农作物新品种。如单倍体育种方法的应用：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R）对易染锈病（r）为显性，两对性状独立遗传。先把高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种杂交，获得杂合高秆抗锈病品种，再通过花药离体培养得到单倍体，继而通过秋水仙素抑制纺锤体的形成得到染色体数目加倍的纯合矮杆抗病小麦。在这个育种方法中关键的两种技术手段——花药离体培养和秋水仙素加倍染色体数目，都是目的非常明确的人工诱导染色体数目成倍减少和成倍增加，是定向的变异。无籽西瓜的培育方法是这样的：秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗成四倍体，成熟后与二倍体西瓜杂交，即可得到三倍体种子，来年种下就可长成三倍体无籽西瓜。这个培育过程中的关键技术手段――秋水仙素诱导和杂交，也是目的性很强，可人为控制的。所以在育种时作物发生的这些染色体变异是定向的变异。

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省

云南省