DNA決定遺傳因素嗎?表觀遺傳學告訴你

2020-12-04 劉老師聊科學

「這是因為基因。」

「都是DNA決定的。」

你聽過別人用這句話來解釋他們認為無法控制的性格和行為嗎?或者你會把爸爸喜歡吃甜食當成證據,來證明你對糖的偏愛是遺傳。

我們都知道,是基因差異決定一個人的眼睛顏色,也是它讓一些人更容易患某些疾病,它是鳥類只有兩個翅膀的原因,也是長頸鹿有長長的脖子的原因。

這些例子讓我們思考:什麼決定了基因?是我們的DNA決定了基因的表現,還是有其他因素在起作用?

如果你猜出你的基因不只取決於你的DNA,那你就猜對了。

我們先從DNA說起。

DNA到底是什麼?這三個字母代表deoxyribonucleic acid——脫氧核糖核酸,它是每個人獨特的遺傳密碼,你身體裡的每一個細胞都有它的存在。

DNA結構

DNA是一種雙鏈分子,兩股鹼基粘在一起,形成一個階梯狀,被稱為雙螺旋結構。

組成DNA的基本鹼基有四種——腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鳥嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T),A始終與T相連,G始終與C相連,形成「階梯」。

這四個鹼基的順序構成了遺傳密碼,它掌握著構建蛋白質的指令,這些蛋白質對生物機能至關重要,承載著所有生命的發展、生長、繁殖和運作。

人類總共有大約30億個鹼基,並且,超過99%的鹼基在所有人身上都是相同的。

所有這些看起來就像是你的身體從你出生的那一刻就決定了,但事實並非如此。

實際上,環境和外部因素不會改變DNA的序列,但是它會影響基因解讀方式或表達方式的變化。這就是表觀遺傳學研究的問題。

表觀遺傳學會有什麼樣的變化呢?

科學家說,這些方式各種各樣。比如,一種類型的表觀遺傳變化是DNA甲基化。當甲基被添加到DNA分子的一部分,這個DNA變的沉默,不會再產生蛋白質。

表觀遺傳變化由我們所接觸的環境因素所決定,比如吸菸、飲食、創傷等都會有所影響。

環境影響基因表達

北卡羅萊納大學教堂山分校精神科的研究人員發現,在飲食失調領域,表觀遺傳學發揮了關鍵作用。他們對同卵雙胞胎進行了研究,其中一人患有神經性厭食症,另一人沒有。由於同卵雙胞胎的DNA序列基本相同,導致雙胞胎中的一個患病的並不是DNA序列。那麼,是什麼導致了這種差異呢?他們發現,在青春期時,得病的雙胞胎曾參加體操訓練,教練嚴格控制她的飲食,一旦體重增加就辱罵她;而雙胞胎的另一人則在管弦樂隊演奏小提琴,沒有人對她的體重產生發表評論。

而表觀遺傳變化在海龜身上更加明顯。很多人都知道,溫度決定了海龜的性別,但這一過程實際上是後天形成的。溫度會影響一個基因,這個基因控制著另一個基因(決定性別的主基因)的「表觀遺傳」狀態。人類的X染色體和Y染色體上存在性別差異,而海龜不同,它們的基因差異並不決定性別——相反,環境因素(在這裡是溫度)會影響表觀遺傳機制,從而關閉或開啟決定性別的基因。

海龜性別決定跟溫度相關

最神奇的是,科學家發現,即使DNA序列沒有改變,『表觀遺傳修飾』仍然可以代代相傳。

我們不僅傳承了我們的DNA,也傳承了這些解讀我們DNA的指令。

而我們吃什麼,我們住在哪裡,我們做什麼工作,我們如何鍛鍊等,都有可能導致化學修改打開或關閉基因,這些又會影響我們的下一代。

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