基因重組指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因重新組合。其發(fā)生在二倍體生物的每一個世代中。基因是一個包含必要的信息，在可控制的方式生產(chǎn)功能的RNA產(chǎn)物的核酸段。

基因重組發(fā)生在哪個階段

減數(shù)分裂中哪些時期發(fā)生基因重組？減數(shù)分裂前期和后期發(fā)生基因重組。

減數(shù)第一次分裂前期（也可以說是減數(shù)分裂的四分體時期）：同源染色體上的非姐妹染色單體的交叉互換）

減數(shù)第一次分裂后期：同源色體分離，非同源染色體自由組合，發(fā)生基因重組。

基因重組，每條染色體的兩份拷貝在有些位置可能具有不同的等位基因，通過互換染色體間相應(yīng)的部分，可產(chǎn)生于親本不同的重組染色體。重組來源于染色體物質(zhì)的物理交換，減數(shù)分裂前期，每條染色體有4份拷貝，所有的4份拷貝緊密相連，發(fā)生聯(lián)會。這個結(jié)構(gòu)稱為二階體，二階體的每條染色體單元稱為染色單體，染色體物質(zhì)的兩兩交換就發(fā)生在不一樣的染色單體（非姐妹染色單體）之間。

基因重組的過程

二階體中的兩條染色單體在相應(yīng)的位點發(fā)生斷裂，斷裂的兩端成“十”字形重接，產(chǎn)生新的染色單體。每一條新染色單體之間的接點的一端包含來自一條染色單體的物質(zhì)，另一端包含另一條染色單體的物質(zhì)。

發(fā)生重組的必須條件是兩條DNA鏈的互補性。每條染色單體包含一條長的雙鏈DNA，發(fā)生重組的斷裂位點依賴于位點附近堿基的互補配對。當(dāng)雙鏈中的一條鏈與另一條雙鏈的一條鏈發(fā)生交叉時，將形成一條雜合DNA。每個重組包括左側(cè)親本雙鏈體DNA通過一段雜合DNA與右側(cè)的另一條親本雙鏈體相連。

雜合DNA的形成同時也要求兩條重組雙鏈體的序列相鄰，并能在兩條互補鏈之前配對。如果兩條親本雙鏈DNA在重組區(qū)域沒有差別，將形成完全互補配對的雜合DNA。若在該區(qū)域內(nèi)，兩條親本雙鏈DNA存在小差異，這種反應(yīng)也能發(fā)生但雜合DNA存在錯配點。錯配點將在后續(xù)進行錯配糾正。

從廣義上講，任何造成基因型變化的基因交流過程，都叫做基因重組。而狹義的基因重組僅指涉及DNA分子內(nèi)斷裂—復(fù)合的基因交流。真核生物在減數(shù)分裂時，通過非同源染色體的自由組合形成各種不同的配子，雌雄配子結(jié)合產(chǎn)生基因型各不相同的后代，這種重組過程雖然也導(dǎo)致基因型的變化，但是由于它不涉及DNA分子內(nèi)的斷裂c復(fù)合，因此，不包括在狹義的基因重組的范圍之內(nèi)。

根據(jù)重組的機制和對蛋白質(zhì)因子的要求不同，可以將狹義的基因重組分為三種類型，即同源重組、位點特異性重組和異常重組。同源重組的發(fā)生依賴于大范圍的DNA同源序列的聯(lián)會，在重組過程中，兩條染色體或DNA分子相互交換對等的部分。真核生物的非姊妹染色單體的交換、細菌以及某些低等真核生物的轉(zhuǎn)化、細菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)接合、噬菌體的重組等都屬于這種類型。大腸桿菌的同源重組需要RecA蛋白，類似的蛋白質(zhì)也存在于其他細菌中。位點特異性重組發(fā)生在兩個DNA分子的特異位點上。它的發(fā)生依賴于小范圍的DNA同源序列的聯(lián)會，重組也只限于這個小范圍。兩個DNA分子并不交換對等的部分，有時是一個DNA分子整合到另一個DNA分子中。這種重組不需要RecA蛋白的參與。異常重組發(fā)生在順序不相同的DNA分子間，在形成重組分子時往往依賴于DNA的復(fù)制而完成重組過程。例如，在轉(zhuǎn)座過程中，轉(zhuǎn)座因子從染色體的一個區(qū)段轉(zhuǎn)移到另一個區(qū)段，或從一條染色體轉(zhuǎn)移到另一條染色體。這種類型的重組也不需要RecA蛋白的參與。

現(xiàn)代基因工程技術(shù)是在試管內(nèi)按人為的設(shè)計實施基因重組的技術(shù)，也稱為重組DNA。

目的是將一個個體細胞內(nèi)的遺傳基因轉(zhuǎn)移到另一個不同性狀的個體細胞內(nèi)DNA分子，使之發(fā)生遺傳變異。來自供體的目的基因被轉(zhuǎn)入受體細菌后，可進行基因產(chǎn)物的表達，從而獲得用一般方法難以獲得的產(chǎn)品，如胰島素、干擾素、乙型肝炎疫苗等是通過以相應(yīng)基因與大腸桿菌或酵母菌的基因重組而大量生產(chǎn)的。即基因重組

由于基因的獨立分配或連鎖基因之間的交換而在后代中出現(xiàn)親代所沒有的基因組合。

原核生物的基因重組有轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)和接合等方式。受體細胞直接吸收來自供體細胞的DNA片段，并使它整合到自己的基因組中，從而獲得供體細胞部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)化。通過噬菌體媒介，將供體細胞DNA片段帶進受體細胞中，使后者獲得前者的部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)。自然中轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象較普遍，可能是低等生物進化過程中產(chǎn)生新的基因組合的一種基本方式。供體菌和受體菌的完整細胞經(jīng)直接接觸而傳遞大段DNA遺傳信息的現(xiàn)象，稱為接合。細菌和放線菌均有接合現(xiàn)象。高等動植物中的基因重組通常在有性生殖過程中進行，即在性細胞成熟時發(fā)生減數(shù)分裂時同源染色體的部分遺傳物質(zhì)可實現(xiàn)交換，導(dǎo)致基因重組。基因重組是雜交育種的生物學(xué)基礎(chǔ)，對生物圈的繁榮昌盛起重要作用，也是基因工程中的關(guān)鍵性內(nèi)容。

從廣義上講，任何造成基因型變化的基因交流過程，都叫做基因重組。而狹義的基因重組僅指涉及DNA分子內(nèi)斷裂—復(fù)合的基因交流。真核生物在減數(shù)分裂時，通過非同源染色體的自由組合形成各種不同的配子，雌雄配子結(jié)合產(chǎn)生基因型各不相同的后代，這種重組過程雖然也導(dǎo)致基因型的變化，但是由于它不涉及DNA分子內(nèi)的斷裂c復(fù)合，因此，不包括在狹義的基因重組的范圍之內(nèi)。