斷裂基因
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概念：真核生物結構基因，由若干個編碼區和非編碼區互相間隔開但又連續鑲嵌而成，去除非編碼區再連接後，可翻譯出由連續胺基酸組成的完整蛋白質，這些基因稱為斷裂基因（splite gene）
在本世紀70年代以前，人們一直認為遺傳物質是雙鏈DNA，在上面排列的基因是連續的。Robert and Sharp徹底改變了這一觀念。他們以腺病毒作為實驗對象，因為它的排列序列同其他高等動物很接近，包括人。結果發現它們的基因在DNA上的排列由一些不相關的片段隔開，是不連續的。
他們的發現改變了科學家以往對進化的認識，對於現代生物學的基礎研究以及生物進化論具有重要的奠基作用，對於腫瘤以及 其他遺傳性疾病的醫學導向研究，亦具有特別重要的意義。
真核生物的基因組十分複雜，DNA的含量也比原核生物的大得多。噬菌體由於基因組很小，但又要編碼一些必不可少的蛋白，鹼基顯然不夠用，這樣不僅幾乎所有的鹼基都參加編碼，而且在進化中還出現了「重疊基因」，以有限的基因編碼更多的遺傳信息。真核基因組正好相反，DNA十分富餘，這樣不僅無需「重疊基因」，而且很多序列不編碼，如重複序列、間隔序列 (spacer) 和間插序列(intervening sequence) 即內含子(intron)等。但不編碼並不等於沒有功能。有的我們可能還不了解，如重複序列。間隔區和間插序列這兩個概念是不同的，間隔區是指基因間不編碼的部分，有的轉錄稱轉錄間隔區（TS），有的不轉錄稱為非轉錄間隔區(NTS）。間插序列是指基因內部不編碼的區域，也稱內含子，在初始轉錄本中存在此序列，但在加工後將被切除掉，所以常不作為翻譯的信息。間隔區常常含有轉錄的啟動子和其它上游調節序列。有的內含子也可以編碼，如成熟酶和內切酶等。
在遺傳學上通常將能編碼蛋白質的基因稱為結構基因。真核生物的結構基因是斷裂的基因。一個斷裂基因能夠含有若干段編碼序列，這些可以編碼的序列稱為外顯子。在兩個外顯子之間被一段不編碼的間隔序列隔開，這些間隔序列稱為內含子。每個斷裂基因在第一個和最後一個外顯子的外側各有一段非編碼區，有人稱其為側翼序列。在側翼序列上有一系列調控序列(圖3-3)。
調控序列主要有以下幾種：①在5′端轉錄起始點上游約20～30個核苷酸的地方，有TATA框(TATA box)。 TATA框是一個短的核苷酸序列，其鹼基順序為TATAATAAT。TATA框是啟動子中的一個順序，它是RNA聚合酶的重要的接觸點，它能夠使酶準確地識別轉錄的起始點並開始轉錄。當TATA框中的鹼基順序有所改變時，mRNA的轉錄就會從不正常的位置開始。②在5′端轉錄起始點上游約70～80個核苷酸的地方，有CAAT框(CAAT box)。CAAT框是啟動子中另一個短的核苷酸序列，其鹼基順序為GGCTCAATCT。CAAT框是RNA聚合酶的另一個結合點，它的作用還不很肯定，但一般認為它控制著轉錄的起始頻率，而不影響轉錄的起始點。當這段順序被改變後，mRNA的形成量會明顯減少。③在5′端轉錄起始點上游約100個核苷酸以遠的位置，有些順序可以起到增強轉錄活性的作用，它能使轉錄活性增強上百倍，因此被稱為增強子。當這些順序不存在時，可大大降低轉錄水平。研究表明，增強子通常有組織特異性，這是因為不同細胞核有不同的特異因子與增強子結合，從而對不同組織、器官的基因表達有不同的調控作用。例如，人類胰島素基因5′末端上游約250個核苷酸處有一組織特異性增強子，在胰島素β細胞中有一種特異性蛋白因子，可以作用於這個區域以增強胰島素基因的轉錄。在其他組織細胞中沒有這種蛋白因子，所以也就沒有此作用。這就是為什麼胰島素基因只有在胰島素β細胞中才能很好表達的重要原因。④在3′端終止密碼的下游有一個核苷酸順序為AATAAA，這一順序可能對mRNA的加尾(mRNA尾部添加多聚A)有重要作用。這個順序的下游是一個反向重複順序。這個順序經轉錄後可形成一個發卡結構(圖3-4)。發卡結構阻礙了RNA聚合酶的移動。發卡結構末尾的一串U與轉錄模板DNA中的一串A之間，因形成的氫鍵結合力較弱，使mRNA與DNA雜交部分的結合不穩定，mRNA就會從模板上脫落下來，同時，RNA聚合酶也從DNA上解離下來，轉錄終止。AATAAA順序和它下游的反向重複順序合稱為終止子，是轉錄終止的信號。
榮獲1993年諾貝爾生理學和醫學獎
發現發現斷裂基因
羅伯茨
Richard J. Roberts
美國
貝弗莉新英格蘭生物實驗室
1943年--
夏普
Phillip A. Sharp
美國
麻省理工學院癌症研究中心
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