新的基因为何而来?
新基因的不斷出現是生物進化的重要基礎。中科院昆明動物所的研究人員在2008年《Genome Research》上發表文章,報道了12個果蠅種的全基因組序列,將新基因起源的研究提升到了闡明全基因組水平模式的高度。對這些基因起源機制的分析發現,基因重復(gene duplication)是產生新基因最主要的機制,80%的新生基因拷貝由串聯重復產生,它們之后又可能轉化成散在形式的基因重復。另外,12%左右的新基因是由非編碼序列“變廢為寶”而來。這一發現顛覆了該領域長期存在的“進化不可能從頭產生”的觀點,證明從頭起源(de novo origination)是新基因起源不可忽略的重要機制。同時,對所有新基因及其祖先基因的結構比較發現,有30%的新基因通過外顯子重排等方式招募祖先基因不具有的序列,形成了新的嵌合基因(chimeric gene)。這樣的結構為新基因提供了立即獲得新的結構域和功能的機會,促使它們可以快速在群體內被自然選擇固定。
無非就是這么幾種途徑。一個是突變,這個是無法避免的,一般而言弊大于利,不過很有可能在特殊環境下發揮優勢作用。還有就是無意間的吸收外來基因,這個機率較小。還有就是轉基因了~
這些潛在的從頭起源的基因可能都受到了自然選擇的影響。理由在于:第一,群體中高頻表達的基因比低頻表達的基因更長,也更復雜,這提示了選擇的作用;其次,研究人員發現了降低雜合度也與選擇的模式是一致的。至于這些序列是否會被翻譯成蛋白質,或其他方面的功能,還有待觀察。當然,不是所有的新基因都是有利變化。事實上從理論上推測,大部分還是有害的。但是,認為新基因如此高頻率產生的觀點,將會給自然選擇提供更多的線索。
無非就是這么幾種途徑。一個是突變,這個是無法避免的,一般而言弊大于利,不過很有可能在特殊環境下發揮優勢作用。還有就是無意間的吸收外來基因,這個機率較小。還有就是轉基因了~
這些潛在的從頭起源的基因可能都受到了自然選擇的影響。理由在于:第一,群體中高頻表達的基因比低頻表達的基因更長,也更復雜,這提示了選擇的作用;其次,研究人員發現了降低雜合度也與選擇的模式是一致的。至于這些序列是否會被翻譯成蛋白質,或其他方面的功能,還有待觀察。當然,不是所有的新基因都是有利變化。事實上從理論上推測,大部分還是有害的。但是,認為新基因如此高頻率產生的觀點,將會給自然選擇提供更多的線索。
總結
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