人類不僅與香蕉共享高比例的DNA,我們還與老鼠共享85%的DNA

2020-12-04 科技領航人

在科普電視節目中,您可能聽過一個有趣的小事實,人類和香蕉共享50%(或60%)的DNA。一個人和一個黃色的水果之間有很多區別,首先,人是動物,而香蕉是植物!實際上,這個令人難以置信的統計數據有一定的科學性。

這一信息來自2013年美國國家人類基因組研究所運行的一個程序,儘管類似的數據可能在其他地方運行過。這項特殊的工作是由遺傳學專家勞倫斯·布羅迪(Lawrence Brody)博士領導的,但是與以往不同的是,布羅迪表示,這項實驗成果沒有像大多數科學研究那樣被公開發表。取而代之的是,它被史密森尼自然歷史博物館編入了《動畫基因組》視頻錄像中,該錄像指出,人和香蕉之間的DNA「相似度為41%」。

人與香蕉

首先,了解DNA和蛋白質產物之間的區別很重要。一個簡單的方法就是把DNA看作是房子的藍圖,把蛋白質產物當作真正的房子,因為所有的信息都在那裡。然後,把人類DNA看作是牧場家園的藍圖,把香蕉DNA看作是殖民式住宅的藍圖。在每棟房子裡,一堆東西是相似的(管道,浴室,廚房),但最終的產品都有很大的區別。

第二點要記住的是,基因,這是編碼這些蛋白質的DNA區域,只佔你DNA的2%。

對於這個特殊的實驗,科學家首先研究了典型香蕉基因組中的基因序列。 然後,他們使用這些DNA序列來預測由這些基因產生的所有蛋白質的胺基酸序列,並將這些蛋白質序列放置在一個測試程序文件中。接著,科學家對所有人類基因進行了相同的處理。

接下來,科學家將每個香蕉基因與每個人類基因的蛋白質序列進行了比較。科學家用程序比較了香蕉基因序列與每個人類基因的相似程度。相似程度的範圍可能為0%至100%。程序保留的任何匹配,比人們期望的偶然更相似。程序繼續逐個基因地進行對比。

科學家總共進行了超過400萬次比較,從而在兩個基因組之間產生了大約7,000個最佳「匹配」。然後,將每個匹配的相似性百分比平均值進行平均,最終結果是40%相似。這是蛋白質(基因產物)之間的平均相似性,而不是基因之間的相似性。基因產物或蛋白質是由基因發揮功能而產生的生化物質。當然,我們基因組中的許多基因在香蕉基因組中沒有可識別的對應基因,反之亦然。

如果覺得難以理解,這有一個更簡化的解釋。從本質上講,科學家採用了所有香蕉基因並將它們與人類基因進行比較。從中,科學家推論出了一定程度的相似性(如果香蕉具有該基因,而人類沒有,那麼就不算在內)。大約60%的基因在香蕉基因組中具有可識別的對應基因!當科學家將人類蛋白質的胺基酸序列與其在香蕉中的等價蛋白質進行比較時,在這60%的蛋白質中,由它們編碼的蛋白質大約有40%相同。

在人類和香蕉這兩種截然不同物質中,如此多的基因相似,這令人震驚。但實際上並非如此,香蕉和人類在某些方面存在共性,如香蕉和人類都需要消耗氧氣,不倫是植物還是動物,管理耗氧這些基因是相似或相同的,這些基因對這兩種生命形式至關重要。

我們都是親戚

因此,當人們將該百分比稱為「 DNA的相似性」時,這是人們理解上一個小小的錯誤,實際上該研究所關注的是基因產物的相似性。我們與香蕉,土豆和松樹存在一些共同點,這是基因生化物質的共性。

因此,如果科學家觀察香蕉的DNA序列並將其與人類的DNA進行比較,那將無法比對。「您與父母共享50%的DNA。但是,在香蕉中,我們分享了大約50%的基因,而這些基因只佔我們DNA的1%左右,"喬治亞大學生物信息學博士生邁克·弗朗西斯(MikeFrancis)說。

正如我之前所說,基因僅佔您DNA的2%。那麼,其他98%由什麼組成?您其餘的DNA中有8%用來調節基因(調節基因是否打開還是關閉)。其餘90%DNA具有未知的功能或在進化過程中已喪失功能。這些未知的DNA片段通常被稱為「垃圾DNA」,因為人們認為它無所作為。我不願意使用「垃圾DNA』一詞,因為每年科學家都意外發現這些「垃圾DNA」具有新的功能。

人類不僅與香蕉共享高比例的DNA,我們還與老鼠共享85%的DNA,與果蠅共享61%的DNA。值得注意的是,儘管物種間進化時間相距甚遠,在一個共同祖先的基因組中,我們仍然可以找到一些共同的特徵。物種間存在共同特徵,是因為存在於數十億年前的生物的基因組中含有幫助細胞存活和繁殖的基因,這些相同的基因被保存在我們和植物中。

據信,人類也可能與其他水果共享大約1%的DNA。這是因為地球上存在的所有生命都是從大約16億年前起源的單個細胞演化而來。從某種意義上說,我們都是親戚!

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