假基因是垃圾吗?

星期二, 三月 1, 2011 17:17
Post by 清从    

进化生物学家把垃圾DNA作为一项生物进化强有力的证据。完全相同的(或几乎相同的)垃圾DNA片段在很多相关的生物间经常出现。相同的垃圾DNA片段常常分布在这些基因组内相对应的位置。对于进化论者来说,这很明确地表明这些生物有共同的祖先。根据这一观点,这些垃圾DNA在生物从共同的进化祖先分化之前就已经存在了。怀疑论者就问:“为什么造物者故意创造了没有功能的垃圾DNA,又放在不同、但看起来却相关生物的基因组内同一的位置上?”

假基因是垃圾DNA的一类。进化生物学家认为假基因是已死的,无用的,曾经一度有功能的基因的残余。据推测,剧烈的突变破坏了细胞的机能去「读取」和处理这些基因中所包含的信息的能力。然而,假基仍拥有明显的记号,这些记号让分子生物学家鉴别出它们曾经是真的基因。

分子生物学家认为,正式辨别假基因可用以下两个标准:(1)与已知基因的序列有相似性,

(2)有证据显明假基因并无功能。因为分子生物学家长期以来认为突变的DNA序列是有害的,所以把它当做垃圾DNA无功能的有力证据。

最近耶鲁大学的两位分子生物学家郑德优[译音]和迈克格斯坦在《遗传学的趋势》发表了新观点的文章,批判了鉴别假基因的标准。1 事实上,最新的发现—也是引发本文的动机—让人们提出了假基因真的是垃圾吗这样的问题。

郑和格雷坦指出,有数个研究小组报告说,DNA序列鉴定出的假基因在竟然调节基因表达中发挥关键作用。假基因调控活性的序列似乎与它们所调控的“功能性”基因相应相似的序列有关。他们还强调近期的工作,指出在一些基因组上高达50%的假基因具有转录活性。(转录是将基因中DNA序列上的信息充分使用的生化过程。)这个新的观点与传统的观点相悖,也就是认为假基因是转录沉默。郑和格雷坦还注意到,分子生物学家也发现假基因好像受到突变的限制,这意味着假基因很可能具有功能。

作者总结他们文章的观点,指出无功能性不能作为评判DNA片段是假基因的合法标准。

郑和格雷坦指出,假基因似乎是有功能的,这类『垃圾』DNA似乎执行很广泛多样的生化功能。现在就宣称假基因是不完美的进化产品看起来并不成熟的。

想要了解更多更详细的垃圾DNA具有功能性,请看《谁是亚当?》一书。

注一。Deyou Zheng and Mark B. Gerstein, “The Ambiguous Boundary between Genes and Pseudogenes: The Dead Rise Up, or Do They?” Trends in Genetics 23 (2007): 219-24

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