高度重复序列 highly repetitive sequence

高度重复序列是一种简单的重复序列，有的重复单位长度不超过 6bp ，但在基因组中重复可达十万次。由于它们在很低的 Cot 值时变性，所以易于分离。在小鼠中这些序列（占基因组的 8% ）含 G-C 为 30% ，远比基因组中其它部分要低得多，和基因组中的主体 DNA （含 G-C 为 42% ）是不同的（占基因组的 98% ）。

当将 DNA 切成片段进行氯化铯密度梯度超离心时，由于富含 A-T 片段的浮力密度小，在离心管中常常单独形成一条较窄的带，在主体 DNA 带的上面，故称为卫星 DNA(satellite DNA) 。卫星 DNA 存在于很多真核基因组中。他们可能比主带轻，也可能比主带重。

通常基因组中的高度重复序列是可以从卫星 DNA 中分离出来。当一个高度重复序列并未分离成一个卫星带时，我们常常可以通过其它的方法，如复性动力学等方法将这种“隐藏”在基因组中的高度重复序列分离出来。

它们同样是高度重复的，但 G-C 的含量和基因组中其它 DNA 没有明显的差别，所以用密度梯度离心就分不出一条卫星带来。这种高度重复序列我们就称它为隐蔽卫星 DNA(cryptic satellite) 。无论是隐蔽卫星还是明显卫星结构特点都相同，属于不同类型的高度重复序列。在一个基因组中常含有一种类型以上的卫星 DNA 。

人们认为高度重复序列并没有什么功能，但在长期的进化中不仅没有被淘汰而且还以“高度重复”的形式存在，未免过于“自私 DNA （ selfish DNA ）”。其实高度重复序列不见得没有任何功能，也许目前尚未发现而已。

1982 年 Singh 等分离了雌蛇的高度重复序列，以此为探针进行分子杂交，在小鼠的 Y 染色体上找到了同源区域，分析结果显示这段可能和性别决定有关（但在人类 Y 染色体上未发现这段序列），因此又称其为伊甸园 DNA （ Garden of Eden DNA ）。

还有一种重复序列称为“小卫星”（ minisatellite ）或同向重复序列可变数（ variable number tandem repeat VNTRs ）区。这是一种特殊的串联重复在不同个体和基因组的不同位点上数目都不同。

在人类中 VNTRs 位点是 1 － 5kb 的序列，此序列由长 15 － 100nt 的重复单位组成。当将人类的总 DNA 提出后，用限制性内切酶切成不同长度的片断（各种 VNTRs 上都没有酶切位点），然后以 VNTRs 中的特异序列为探针进行 Southern 杂交，可发现阳性片断的长度各不相同。

由于不同个体的这种串联重复的数目和位置都不相同，所以 VNTRs 的 Southern 杂交带谱就具有高度的个体特异性，人们就称其为 DNA 指纹（ DNA fingerprints ）。可用于亲子鉴定、法医鉴定等。血液和精液都可以用作标本，甚至极少量的标本，比如连在一根头发上的毛囊细胞，其 DNA 经 PCR 扩增后也可用来检测。

人类 VNTRs 的第一个探针是在 1985 年由 Alec Jeffries 在肌红蛋白基因的第一个内含子中。分离出的 132bp 的重复序列，内含 4 个重复单位，每个单位长 33bp ，内有 13bp 为核心序列（ GGAGGTGGGCAGG ），他就用含有核心片断的序列为探针。

尽管各串联重复序列并不相同，但都存在核心序列。每个串联重复序列含有 5 － 50 重复单位，普遍存在于哺乳动物中，在群体中 VNTRs 存在着多态性。因此和限制性片断长度多态性一样，也有可能作为等位基因的一种标记，即 A 和 a 一对等位基因所连锁的 VNTRs 可能是不同的，因此可以通过鉴别不同的 VNTRs 作为标记来确定 A 和 a 。

VNTRs 多变的原因是个体的等位基因可能连锁着不同数量的重复单位，在减数时它们之间可以发生重组，产生新的组合。

在 VNTRs 序列中发生交换的频率是很高的，每 kbDNA 约为 10 － 4 。在人类基因组中核心序列为 10-15bp 的富含 G · C 的序列，而且 G 和 C 分别集中于两条链上。每一单个的“小卫星”都有一个核心序列的变异体，但用一个用核心序列制备的探针来做 Southern 杂交可检查出 100 个小卫星序列来。