重叠基因可以移动位置的基因

在40年代，玉米中的转座因子首次被B.麦克林托克发现，但当时并未引起广泛关注。60年代末，科学家在细菌中发现了可以转移位置的遗传因子IS，它们虽无表型效应，但插入其他基因时能引发突变。70年代，细菌质粒上的抗药性基因也被发现能转移，这类名为Tn的转座子至80年代已知有20多种，携带不同抗性基因，可在质粒、染色体、噬菌体及其它质粒间转移。转座因子转移导致基因插入突变，类似现象在真核生物如酵母菌和果蝇中也有所发现，成为分子遗传学研究的核心内容。

在果蝇和大肠杆菌中，已定位的基因数量分别达到1000个以上，尽管决定性状的基因千差万别，但很多基因的基本功能相似。G.W.比德尔1945年的研究支持了“一种基因一种酶”的理论，即基因最初的功能是决定蛋白质的一级结构。为了有效利用有限的核苷酸，原核生物和一些病毒或噬菌体采用了重叠基因机制，通过DNA顺序的重叠来编码更多信息，如噬菌体F×174的基因组中，通过11个基因编码超出DNA碱基数目的蛋白质，展示了重叠基因的经济性与表达调控作用。

虽然噬菌体和病毒中存在重叠基因，但在真核生物中尚无发现。这可能是因为真核生物基因组较大，DNA充足，不需要像噬菌体那样采用重叠基因。1970年代以前，人们认为基因是连续排列在双链DNA上的，但Robert和Sharp的研究揭示了腺病毒等高等生物基因的非连续性，这对遗传学和进化理论产生了深远影响。真核生物的基因组复杂，基因断裂成外显子和内含子，调控序列如TATA框、CAAT框和增强子等影响基因表达，从而调控生物体内的复杂功能。例如，胰岛素基因的组织特异性表达就依赖于这些调控元件的精细调控。

所谓重叠基因（overlapping gene）是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分。重叠基因有多种重叠方式。例如，大基因内包含小基因；前后两个基因首尾重叠一个或两个核苷酸；几个基因的重叠，几个基因有一段核苷酸序列重叠在一起，等等。重叠基因中不仅有编码序列也有调控序列，说明基因的重叠不仅是为了节约碱基，能经济和有效地利用DNA遗传信息量，更重要的可能是参与对基因的调控。