Question

基因序列的方向？

基因序列的方向是3‘-5’吗？那如果在基因组中，两个基因序列方向不同，是不是意味着RNA聚合酶要去调整方向来使得基因方向相反的目的基因得以表达？还是说要更换模版？DNA的两条链中有一条是模板链，但是不是说两条链中任何一条链，任何时候都不绝对是模板链，而要看某个基因了，那个基因在那条链上，就以那条链做模板，基因在另一条互补链上，表达的时候就要更换模板，不知道我说的对吗？

Answer 1

既然已经有了推荐答案，就补充回答几点吧：
首先，楼主的问题没有那么混乱的，不要紧张。补充瑜玥的回答：两个基因的编码框有重叠是存在的，无论是同链重叠还是异链重叠。而且个人认为从基因组的大小和进化的角度来看，这也应该是可以存在的。这个在pubmed上可以找到不少文献，不具体说了，给篇综述（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18410680）
其次，针对楼主的追问。箭头指代的确实是基因的读取方向。我想楼主不太清楚的地方应该是DNA双链是反向平行的；而RNA的转录合成由于RNA聚合酶的特性，是从3‘到5’端读取DNA，合成的RNA是从5‘到3’。所以说楼主提到的方向问题（3‘-5’）没有错，只不过DNA双链反向平行的特性决定了转录RNA的方向有可能不同向。
所以楼主说的“DNA的两条链中有一条是模板链，但是不是说两条链中任何一条链，任何时候都不绝对是模板链，而要看某个基因了，那个基因在那条链上，就以那条链做模板，基因在另一条互补链上，表达的时候就要更换模板”是对的。但其实不存在更换模板的问题，转录开始时RNA聚合酶结合到DNA上的时候方向就选定了（当然这一点好像最近有一些新的进展争议，我的说法不一定严格，但意思应该还是对的），所以不要想像有个什么跳跃更换的过程，两条链是平等的，就是一个选择问题，不存在转录到一半跳到另一条链上之类的事情。
我就不用楼主的“基因序列的方向”这种说法了，既然两条DNA链是反向平行的，那么选择不同的链，转录合成RNA的前进方向也就不同，所以需要用箭头表示出来。在用NCBI、UCSC等基因组浏览器时，在看基因的时候，你也是可以看到箭头的，方向有可能相同，也有可能不同。
回到楼主的pBR22这个质粒，楼主在网上看到解释是对的，只不过个人不太喜欢它的用词。其实基因无所谓在那条链上，实际研究中常用的是“转录方向”，我会说启动子的转录方向和抗性基因的转录方向相反。所以这样看来楼主追问中提到的两种说法表达的意思是一致的。

Answer 2

只有极少的生物基因组是单链的。而对于双链DNA形式的基因组来说，任何一条链都是一个方向，（我记得是5-3），不过有一条是有意义链，另一条是无意义链。两个基因的表达是不可能用同一套转录机制的，所以你的问题很混乱。至少我没听说过两个基因的编码框有重叠的例子。

追问

是的，我的问题是描述的不够清楚，呵呵，谢谢您的提醒，其实我想知道的是，在上图中，两个箭头指代的是什么？

Answer 3

不需要啊，只要沿着解旋之后的DNA从相反的方向复制，合成的DNA还是相反的。
3’和5’表示的是DNA的两端

追问

为什么质粒图谱上有的箭头顺时针有的箭头逆时针？，那其实是代表两条DNA链，即质粒是环状双链DNA，它的启动子等在其中一条链上，而它的抗性基因在另一条链上.

 

 

这是我在网上看到的一个解释，不知道对不对，希望您能给个解释。谢谢！

 

还有人说箭头指代的是基因的读取方向，我知道基因应该是双链，但如果3’-5’不代表基因的方向，那么基因方向应该怎么表示呢？