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人类不仅与香蕉共享高比例的DNA,我们还与老鼠共享85%的DNA

在科普电视节目中,您可能听过一个有趣的小事实,人类和香蕉共享50%(或60%)的DNA。一个人和一个黄色的水果之间有很多区别,首先,人是动物,而香蕉是植物!实际上,这个令人难以置信的统计数据有一定的科学性。

右边的那个是一个香蕉;左边的那个是一个人。但我们确实有一些共同的DNA。

这一信息来自2013年美国国家人类基因组研究所运行的一个程序,尽管类似的数据可能在其他地方运行过。这项特殊的工作是由遗传学专家劳伦斯·布罗迪(Lawrence Brody)博士领导的,但是与以往不同的是,布罗迪表示,这项实验成果没有像大多数科学研究那样被公开发表。取而代之的是,它被史密森尼自然历史博物馆编入了《动画基因组》视频录像中,该录像指出,人和香蕉之间的DNA“相似度为41%”。

人与香蕉

首先,了解DNA和蛋白质产物之间的区别很重要。一个简单的方法就是把DNA看作是房子的蓝图,把蛋白质产物当作真正的房子,因为所有的信息都在那里。然后,把人类DNA看作是牧场家园的蓝图,把香蕉DNA看作是殖民式住宅的蓝图。在每栋房子里,一堆东西是相似的(管道,浴室,厨房),但最终的产品都有很大的区别。

第二点要记住的是,基因,这是编码这些蛋白质的DNA区域,只占你DNA的2%。

对于这个特殊的实验,科学家首先研究了典型香蕉基因组中的基因序列。 然后,他们使用这些DNA序列来预测由这些基因产生的所有蛋白质的氨基酸序列,并将这些蛋白质序列放置在一个测试程序文件中。接着,科学家对所有人类基因进行了相同的处理。

接下来,科学家将每个香蕉基因与每个人类基因的蛋白质序列进行了比较。科学家用程序比较了香蕉基因序列与每个人类基因的相似程度。相似程度的范围可能为0%至100%。程序保留的任何匹配,比人们期望的偶然更相似。程序继续逐个基因地进行对比。

科学家总共进行了超过400万次比较,从而在两个基因组之间产生了大约7,000个最佳“匹配”。然后,将每个匹配的相似性百分比平均值进行平均,最终结果是40%相似。这是蛋白质(基因产物)之间的平均相似性,而不是基因之间的相似性。基因产物或蛋白质是由基因发挥功能而产生的生化物质。当然,我们基因组中的许多基因在香蕉基因组中没有可识别的对应基因,反之亦然。

如果觉得难以理解,这有一个更简化的解释。从本质上讲,科学家采用了所有香蕉基因并将它们与人类基因进行比较。从中,科学家推论出了一定程度的相似性(如果香蕉具有该基因,而人类没有,那么就不算在内)。大约60%的基因在香蕉基因组中具有可识别的对应基因!当科学家将人类蛋白质的氨基酸序列与其在香蕉中的等价蛋白质进行比较时,在这60%的蛋白质中,由它们编码的蛋白质大约有40%相同。

在人类和香蕉这两种截然不同物质中,如此多的基因相似,这令人震惊。但实际上并非如此,香蕉和人类在某些方面存在共性,如香蕉和人类都需要消耗氧气,不伦是植物还是动物,管理耗氧这些基因是相似或相同的,这些基因对这两种生命形式至关重要。

我们都是亲戚

因此,当人们将该百分比称为“ DNA的相似性”时,这是人们理解上一个小小的错误,实际上该研究所关注的是基因产物的相似性。我们与香蕉,土豆和松树存在一些共同点,这是基因生化物质的共性。

因此,如果科学家观察香蕉的DNA序列并将其与人类的DNA进行比较,那将无法比对。“您与父母共享50%的DNA。但是,在香蕉中,我们分享了大约50%的基因,而这些基因只占我们DNA的1%左右,'佐治亚大学生物信息学博士生迈克·弗朗西斯(MikeFrancis)说。

正如我之前所说,基因仅占您DNA的2%。那么,其他98%由什么组成?您其余的DNA中有8%用来调节基因(调节基因是否打开还是关闭)。其余90%DNA具有未知的功能或在进化过程中已丧失功能。这些未知的DNA片段通常被称为“垃圾DNA”,因为人们认为它无所作为。我不愿意使用“垃圾DNA’一词,因为每年科学家都意外发现这些“垃圾DNA”具有新的功能。

人类不仅与香蕉共享高比例的DNA,我们还与老鼠共享85%的DNA,与果蝇共享61%的DNA。值得注意的是,尽管物种间进化时间相距甚远,在一个共同祖先的基因组中,我们仍然可以找到一些共同的特征。物种间存在共同特征,是因为存在于数十亿年前的生物的基因组中含有帮助细胞存活和繁殖的基因,这些相同的基因被保存在我们和植物中。

据信,人类也可能与其他水果共享大约1%的DNA。这是因为地球上存在的所有生命都是从大约16亿年前起源的单个细胞演化而来。从某种意义上说,我们都是亲戚!

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