等位酶技术

同工酶中的一种特殊形式

等位酶（Alloezyme/Allozyme）是指在同一基因位点的不同等位基因所编码的一种酶的不同形式。

介绍

等位酶是同工酶中的一种特殊形式，所谓同工酶是指催化同一种化学反应，但其酶蛋白本身的分子结构组成有所不同的一组酶，这组酶的生理性质、理化性质及反应机理不尽相同。

根据构成酶的多肽上的基因位点的编码不同，将同工酶遗传标记分为两种类型：同工酶和等位酶。构成酶的多肽是友两个以上基因位点所编码的酶称为同工酶；而另一类由单一突变性等位基因所决定的同工酶则被称为等位酶（等位基因酶或遗传变异体同工酶），构成这类同工酶的台联化学组成差异很小。它的发生是由秦代集体中某以及因发生突变而出现了等位基因，这一等位基因表达了一条特异的多肽链，因此在同一群体中的各个个体可能合成不同的等位基因酶，其广度和深度取决于个基因位点上不同等位基因的数目和变异的相对频率。

等位酶是普遍存在的，无论是微生物、还是植物和动物，在同一物种的不同个体或同一细胞的不同部位，如细胞膜、细胞质和线粒体等细胞器，以及生物生长发育的不同时期和不同代谢条件下，都有等位酶的分布。这类酶对细胞的发育及代谢调节起着至关重要的作用。

由于等位酶的普遍性，其在整个门或者界中具有非常高的演化保守性水平。由于等位酶具有不同的结构，可以被毛细管电泳分离，故它们常常会被系统发育学家用来当做分子标记，以评估演化历史以及不同物种和生物体之间的关系。

等位酶技术

1）等位酶技术的遗传学基础

根据中心法则，酶的本质是蛋白质，而组成酶蛋白质多肽链结构的氨基酸种类和顺序都是由相应的DNA核苷酸链的碱基编码所决定的，当编码相应酶结构的DNA链基因位点发生单一点突变时，一个或者多个核苷酸会发生置换，从而导致此段基因编码的氨基酸发生相应的改变，从而直接影响蛋白质的构型和静电荷变化，从而产生了不同分子结构的酶。

等位酶技术的基本原理就是根据电荷性质的差异，通过蛋白质电泳或者色谱技术显示出不同结构的等位酶，从而根据不同结构的等位酶推断其对应的酶基因位点的所有可能存在的等位基因。

由上述分析可知，使用等位酶技术的基本前提与依据是，酶蛋白质是DNA编码的产物，因此酶在电场里的移动性的变化反映了相应的编码DNA顺序上的改变；另一个依据是，大多数的亚结构酶都是呈等显性的，即基因位点上的多个不同等位基因都是可以表达的，故由其表达产生的多肽链形成的酶蛋白质在电泳凝胶上作为表现型都是可以显示出相应的色带的，是人眼可见的。

2）等位酶技术的发展

1959年，Market等首次提出同工酶的概念。

1966年，Hubby等将同工酶电泳分析首次用于估计人类的遗传变异和果蝇天然群居的遗传变异群。

1969年，等位酶概念从广义的同工酶概念中分离出来，使等位酶技术成为一种更为有效的遗传多样性检测技术，其具有一套非常成熟的电泳、染色、遗传分析和数据处理的方法，并能对大批基因位点进行定量研究。

但是，等位酶技术仍然存在一些弱点，比如实验结果受环境影响较大；可利用的遗传位点数量较少，对电泳分析样品要求较高等。

3）等位酶技术的应用

等位酶技术具有非常广泛的应用范围，其对研究种以下类群的居群遗传学结构、遗传多样性、繁育系统、地理变异、种间界线、系统发育重建、标本鉴定、推断杂种或多倍体的亲本、类群间的亲缘性等都具有巨大的潜力。

1966年，Hubby等将同工酶电泳技术首次用于估计人类的遗传变异和果蝇天然居群的遗传变异群，之后同工酶电泳技术就在动物研究中被广泛使用，之后Riohardson等出版了《等位酶电泳-动物系统学和居群研究手册》。而相应的，在植物研究中利用等位酶较之动物研究晚稍晚一些，Gottileb首次将等位酶技术用于种子植物，Soltis等则将其用于蕨类植物，Cummins等在苔藓植物的遗传多样性，系统学和进化研究中也使用了等位酶技术，自此，等位酶开始被广泛应用于植物的遗传多样性、系统学和进化研究中。

发展前景

总而言之，等位酶技术由于其方便快捷，可操作性强，已成为检测遗传多样性最普遍的方法，并成为了解天然种群的遗传结构、基因丰富程度以及遗传多样性的最重要手段，它作为稳定的遗传标志，对生物种内和种间的遗传多样性、系统进化和亲缘关系等进行研究，从分子水平揭示遗传变异和多样性的机理，为细胞学和形态学分类提供了有说服力的证据。

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