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基因社会
基因社会
前言
序
第一章 八步轻松演化成癌 1
基因组疾病 5
癌症的愿望清单 17
叛变的基因组 19
也说基因 25
进一步,退一步 26
第二章 你的对手定义了你 29
基因社会 30
记仇的细菌 33
随机档案照生成器 40
达尔文会怎么做?
46
双面间谍和长颈鹿宝宝 49
拉马克和母乳 52
第三章 性有何用?
55
性的益处:
除了显而易见的好处,还有……56
性是平等的 62
豪赌和大老千 69
这和你无关 74
性的基因组战争 75
第四章 克林顿悖论 81
出入非洲 84
尝得到、看得见的演化 91
幸运基因 96
非洲的基因宝库 100
超越基因 102
第五章 复杂社会中的随性基因 105
嘿,豌豆 107
连坐 109
忒修斯之船 113
“随便”的细菌团队 117
灵丹妙药 120
第六章 猩人的世界 123
变化不定的基因组 127
卡住锁的钥匙 130
一次感人至深的合家团聚 134
比性更好 138
要性,不要战争 141
第七章 关键是你怎么用 145
大声表达 147
大脑理论 151
基因开启键 154
主控者和带来希望的怪物 160
第八章 剽窃、模仿和创新之源 167
以眼还眼 169
全部家族成员 176
基因社会的乐高玩具套装 181
进出口业务 183
第九章 阴影下那不为人知的生命 189
王国的诞生 192
如果无法战胜他们,那就加入他们 198
原核生物万岁 204
第十章 注定赢不过不劳而获者 207
底线 210
圣马可的拱肩 216
生命最古老的敌人 219
入门生物学 222
结语 227
致谢 231
拓展阅读 235
我们的晚餐并非来自屠夫、酿造师或是面包师的恩惠,而是来自他们对自身利益的关切。
——亚当·斯密
源远流长的基因社会和人类社会有着不可分割的联系。
基因社会塑造着你的身体和头脑,影响着你的本能和欲望。
这一社会引领人类走到现在,但却并不一定掌控着人类的未来。
若想理解基因是如何影响我们的——并找寻人性逾越基因之上的方法——你也许会设想,我们得搞清每个基因的作用。
但这种方法并不会奏效,因为我们人类并不是基因的单纯加和。
基因社会中的成员并非独立存在。
它们需要协作,树敌结友,只有这样,基因才能组成人体,用以维持自身长达数十年的生存,并在人类中代代相传。
约250年前,亚当·斯密(AdamSmith)就意识到,正是个体利己行为的相互作用,才使得市场变得如此高效。
与此类似,为了持久的存活,基因间产生了竞争与合作,而人类整体才因此得以持续生存。
过去难以想象的基因组信息也在现代科技下不断积累,揭示了基因社会的大体架构。
其中有厂房车间里辛勤劳动的个体,比如血红蛋白(hemoglobin),其将氧分送入细胞中焚烧。
还有聚合酶,其能忠实地复制出其他基因。
其中还包括一些信使,例如成纤维细胞生长因子受体3基因(FGFR3),其能接收和传递生长信号;当其出问题时,则会导致遗传疾病的产生。
管理者们也在其中,例如叉头框P2基因(FOXP2),其能对掌控语言能力的基因发号施令。
此外,还有SOX9基因,当它出问题时,会使女孩发育出正常情况下只有男性才会有的体征。
基因社会中还存在着大批利用其他基因坐享其成的懒汉,LINE1元件就是其一,它在我们的基因组中随意撒播了几十万个自己的分身。
此外,其中也不乏危险分子,譬如乳腺癌1号基因(BRCA1)的某些突变版本,它们会增加女性携带者患乳腺癌的几率。
探秘人类基因组,关键就在于掌握这些基因的动向。
我们会发现,基因组实际上是由复杂的合作网络联结在一起的利己基因集合。
这本书讲述的,正是这个基因社会的故事:
几许成功,几许失败,永恒不变的是基因之间的冲突与合作。
基因的社会规则
我们初识于海德堡的欧洲分子生物学实验室。
而在大约20年前——远远早于我们的初次会面——我们二人都拜读了理查德·道金斯(RichardDawkins)在1976年出版的《自私的基因》这一经典著作。
这本书改变了我们的生活。
那时,我们一个在研究计算机,另一个在研究物理,但我们都离开了自己的领域,开始研究演化生物学。
道金斯的这本书用宏大的视角描述了生物的本质——生存机器,“一种作为载体的机器人,其程序是盲目编制的,为的是保存所谓基因这种秉性自私的分子”。
这令人瞠目结舌的真相由于演化的时间尺度之大而不为人们所觉,直到今天仍让人感到吃惊。
正如量子力学现象所表现出的长度尺度十分微小,因此其怪异的统计方式让人无所适从,生物的本质也可能同样令人难以接受。
道金斯写下《自私的基因》的时候,并没有基因组信息可供分析研究。
道金斯借助基础原理以及其他科学家由基础原理导出的理论构建了整本书的逻辑。
即使在基因组革命后,《自私的基因》的内容也被证明基本是正确的。
基因组革命公开了大量基因组序列以供人们研究,让我们拥有了这一生物信息宝库。
第一组基因组序列精确显示了某生存机器的基因组构成。
随着越来越多物种的基因组被公布,人们得以对其进行对比研究,发现这些基因组之间的相似与不同之处。
反过来,这些发现又能帮助我们推测基因是如何演化的。
对于我们人类自身,已有数百个人的基因组序列可供研究。
随着时间的推移,我们认识到,如果想深入理解各个生物体系和其演化过程,那么我们必须用整体的视角看待问题。
基因的行为确实称得上自私,但基因和人类一样,并非孤立存在,任何基因都不能仅靠自己过活。
基因必须相互合作,共同构建和经营一个又一个的生存机器,才能长久地生存。
所有人类基因组都由同样的基因组成,但单个基因在不同个体中的拷贝有可能因为变异而产生差异,并且同一基因的不同拷贝之间也为了争夺未来几代人类基因组中的最高地位而进行着激烈的竞争。
由于基因间有着复杂的相互作用,有着合作和竞争,因此在整本书中,我们将所有基因均视为一个社会中的成员。
这种“自私的基因”的概念引领着我们取得了21世纪的无数进步。
如果我们延伸这种概念,将基因的整个“社会”都考虑进来,那么接下来将更易取得进展。
道金斯十分清楚这种观点的重要性。
实际上,马特·里德利(MattRidley)在1996年出版的《美德的起源》一书中就有一与此有关的章节,名为“基因社会”,表明生存机器正是许多基因相互协作所创造出的产物。
然而,那时人们并未对基因间的相互作用进行仔细研究,也就无从得到清晰的理解。
马文·闵斯基(MarvinMinsky)的《精神社会》一书阐释了智能源于单个智能体的活动这一理论。
与此类似,我们将在本书中阐释个体基因间关系的总和是如何影响基因组的。
我们会用全面的生物视角进行观察,对“基因社会”的概念进行详细解读,从人体内部某单细胞的演化开始,随后扩展到更宏观的时空尺度,直至追溯到生命之初。
本书是为广大读者而作,并不需要读者具备生物方面的背景知识。
同时,我们为理解基因和基因组的演化提供了新的视角,因此希望本书也可以吸引生物研究方面的同行关注。
就像《自私的基因》一书激发了我们的兴趣一样,如果本书能引发学生对基因组研究的兴趣,我们将感到无比高兴。
我们的一位朋友有个特别的习惯,他在读小说时总喜欢先跳到结尾进行阅读。
他的理由是:
如果在读完整本书之前他不幸去世,至少他也知道了故事的结局。
尽管这听起来有些奇怪,但我们还是在此摒去不必要的曲折,写下本书的摘要,表明我们的大致论点——应用“基因社会”这一类比对关于生命系统的思考是相当有帮助的。
我们在开篇介绍了基因合作失败而导致的灾难性后果。
癌症是一种基因组疾病。
基因组这一包含60亿个字母的“百科全书”记录了构建人类所需的全部信息。
在讨论癌症的病因时,第一章引出了本书中的几个主要角色——增殖以构建身体的细胞、基因,以及调控基因的基因间相互作用,还有由于基因字母序列发生改变而导致的突变。
这一切为演化提供了原料和基础。
癌细胞必须在积累了多个特定的基因突变后才会具有杀伤力,这些突变一起合作以加速癌细胞的生长,每种突变都会突破身体阻止细胞失控增殖的某一道防线。
某个细胞一次性获得这些突变的情况是极不可能的。
那么为何癌症发病率如此之高呢?
要解答这个令人痛苦的谜题,关键在于由查尔斯·达尔文最早提出的自然选择理论。
一旦某个细胞获得了一种致癌突变,它就会比临近的细胞分裂得更快。
最终,该细胞的后代将会变得数量众多,使得下一种突变出现在其中的情况变为可能。
如此一来,基因组对抗癌症的防线就像多米诺骨牌一样纷纷倒下了。
正如癌症的行动规律所示,基因组并非是固定不变的;基因组甚至会在人的一生中不断变化。
第二章引入了基因社会这一类比——由人类基因组中基因的各种不同拷贝组成的“共同体”。
所有的社会都应定义其范围,在区分基因社会成员和潜在危险入侵者的基因时,细菌和脊椎动物的免疫系统提供了两套不同的方案。
这两种免疫系统的原理相同,均是将潜在的外源基因或其产物与基因组中已储存的样本对比而进行区分的。
人类免疫系统遵循的是自然选择规律。
与我们自身的免疫系统相比,细菌那巧妙的免疫系统直接将当前入侵者的信息输入其基因组内——这是环境直接改变基因组的鲜有示例。
在较短的时间尺度内来讲,这种拉马克式的法则在人类中也有体现:
当一个母亲为孩子哺乳时,她就将自身辛辛苦苦发展出的重要免疫能力转移给了孩子。
对一个基因来说,只要能在下一代中获得一席之地,连杀戮也在所不惜。
这就是“毒药”基因和“解药”基因共同生存下来的方式——杀死那些并未携带其拷贝的精细胞和卵细胞。
第三章介绍了基因社会为打击这些作弊行为而演化出来的种种手段,如此才能让所有的基因拷贝有平等的机会进入下一代。
只有这样彻底的平等主义设计才能保证有性生殖成为有效的繁殖手段。
乍看之下,有性生殖似乎并不是个好主意:
母亲一方并不能再克隆自身,而是妥协为将其一半基因组遗传到下一代,而下一代还要继承奉献无多的父亲那一半基因组。
但从以百万年为基本单位的基因发展历史来看,有性生殖其实是个绝妙的方法。
在不断变化的世界中,一代代不断尝试新型基因组合的方式利大于弊。
基因的创新中有绝大部分来自父亲——基因复制的错误多半来源于生产精子过程中的多轮细胞分裂,而这些复制错误大部分是有害的。
基因社会中影响基因拷贝命运的因素有很多,自然选择确实是其中重要的因素,但却并非唯一因素。
正如第四章所讲,随机性就发挥了同样重要的作用。
想一想以下明显存在的矛盾:
地球上任何两人的基因组基本都是99.9%相同,但人们却常常认为其他人与自己是如此不同——近乎是不同的物种。
不同地区人们的基因组所呈现的微小差异告诉我们人类是如何在过去十万年中从非洲迁移到全世界的,但也同时告诉了我们人类是如何适应不同地区的当地环境的。
肤色体现了紫外线辐射保护与利用阳光合成维生素D之间的精妙平衡;而乳糖耐受与否则和制乳畜牧业的发展有关。
这两个例子显示出环境会选择同一基因中更有用的版本,从而使之在某一地区处支配地位。
但大部分基因组中的差异却并无实际的影响——这些差异对应的基因拷贝是中立的旁观者,它们之所以没有被淘汰掉,往往是由于基因组上位置邻近的基因社会成员在演化上获得了成功,使它们顺便被保留了下来。
有些基因会使人对那些与自身基因相差较大的人产生偏见,即种族歧视,而这些基因在自然选择的作用下被保留了下来。
但要弄清的一点是:
控制这种行为的基因是为了其自身私利而行事的,哪怕它们的私利对人们自身不利,对整个人类来讲也不利。
基因社会中的基因形成了一张复杂的关系网。
每项功能往往需要多个基因的共同合作,而大部分基因则身兼数职。
第五章展示了基因和人体特征之间复杂的组织结构图。
尽管人类有许多遗传病均可归因于某个基因的失灵,但一般情况下,疾病往往是由于多个基因社会成员间的失衡互动所引起的,其中往往还有环境在起作用。
此外,由于基因多效性,同一基因中的不同突变会导致相差甚远的症状,例如性逆转和面部畸形。
基因间复杂的相互作用不仅体现在病因上,还体现在能掌控着基因社会中像人类和细菌这样不同的生物。
基因社会不会停滞不前。
新出现的河流会阻碍河两岸的生物种群进行交配,从而将一个社会分成了两个社会,而这两个社会只能随着时间的推移而变成两个不同的物种。
形成新物种的关键在于:
河两岸两个基因社会的基因成员们无法再继续合作。
在第六章中,我们阐释了演化是如何将古猿分化为现代人和黑猩猩两种物种的。
人类祖先与黑猩猩祖先的基因社会究竟是从哪一刻起开始不再相容的?
是否可能有人类和黑猩猩的杂交物种(猩人,“chuman”)存在?
在今天看来,这种推断像是无聊小报上的花边新闻,但是将人类和黑猩猩的基因组进行仔细对比后,我们确实发现了远古的丑闻。
这种在新形成的物种间发生的丑闻在距今不久之前也曾出现:
最后一个猩人消失后的数百万年后,“现代”人在非洲之外的地区与尼安德特人重逢。
尽管我们一般将尼安德特人归为欧亚两洲土著类猿兽,但尼安德特人和人类移民一定对彼此怀有巨大的好感。
我们基因组中遗留的痕迹证明两个群体间有过亲密交往,这也使得人类对欧亚两洲的病菌有了抵抗力。
基因社会中的成员可大致分为管理者和工作者。
管理同一批基因上的方式稍有不同,就能带来巨大的创新。
据此,第七章论述了区分不同物种的不是其工作者基因,而是其管理者基因这一论点。
基因管理层发生的变化催生了各种创新,例如人类的语言或人类与其他物种相比占身体比重更大的大脑。
同源基因(HOXgenes)是人体和大部分动物体的最高层建筑管理者。
当同源基因被突变破坏后,可能会导致果蝇的腿长到头上。
尽管细菌无腿也无头,但有些细菌却能变成坚韧不催的时间胶囊,在困难时期保持蛰伏状态以保生存。
监控细菌这种变化过程的管理者基因也正是同源基因的远方表亲。
基因社会如何招募新成员呢?
第八章解释了这个过程:
基因社会复制已有基因,让新的拷贝发展出与原始基因不同的新功能。
因此,我们基因组中很大一部分都是其他基因的“修订版”。
这种复制模式极其成功,例如色觉基于的是来源于同一基因的三个拷贝,而嗅觉基于的是来源于同一基因的数百个拷贝。
细菌也经常使用类似的策略来扩张其基因社会——它们会复制其他细菌基因组中的基因,这也算是一种知识产权剽窃吧。
如此,细菌可以吸纳新成员至其基因社会,从而产生抗生素耐药性或迅速利用新的能量来源。
基因社会可分化以形成新物种,基因社会也可以相互融合——这会带来不错的效果。
在第九章里我们可以看到,我们的细胞实际上是由两种不同的细菌经过十亿年的融合而形成的产物。
在这一共生关系中,相融合的基因社会所演化的方向是其上一代所无法企及的。
人体中的任何细胞基本上都只是一种细菌(古细菌,archaebacterium)的放大版本,而古细菌则容纳了许多另一种类的细菌(真细菌,eubacteria)以获取能量。
通过十亿年的密切接触,房客细菌的基因组很好地融入了房东细菌的基因组中。
与成功的企业合并案道理相同,融合后的整体要比其各部分总和更有力量。
不劳而获者必然是社会的毒瘤。
如第十章所述,基因社会里各种各样的不劳而获者在过去40亿年中利用细胞的生命形式得以存活。
这种行为对基因社会的影响之一体现在人类基因组的过大规模上。
多种能够在基因组中复制粘贴自身的基因让整个基因社会不堪重负,这些基因对人类生存并无裨益,却仍旧留存在基因社会中。
这种不劳而获的现象十分普遍:
正是由于这样寄生式的基因序列,洋葱基因组的规模是人类基因组的五倍。
病毒的祖先(所有不劳而获者之母)一定将第一批简单有机分子进行了融合,有可能正是那些在40亿年前聚集在深海火山口周围岩洞内的简单有机分子。
这些只是本书接下来内容的大致框架。
若想品读详细内容,请您继续阅读。
THE
SOCIETYOFGENES
第一章
八步轻松演化成癌
能力越大,责任越重。
——伏尔泰
鲍勃·马利和哭泣者乐队让整个世界为雷鬼音乐疯狂,也让数以百万计的人们思索生活方式中的精神层面。
不幸的是,马利36岁时便被迫中止了自己的事业,因皮肤癌逝世。
在这之前的4年中,看似无害的癌症潜藏在一片脚趾甲之下,而马利认为那是踢足球时弄伤的。
医生坚持要求截掉脚趾,但马利却听不进去,从拉斯特法里教的视角引用《旧约全书》中的语句:
“不应……在肉体上有一刀一划。
”由于没有受到任何抑制,肿瘤遵循着自然选择这一简单法则肆无忌惮地在马利体内扩散。
假如马利当初懂得癌症的发展方式,他也许会及时切除肿瘤——这样的话,他也许还能活到1994年,参加“摇滚名人堂”的颁奖礼。
癌症也许是所有重大疾病中最令人闻风丧胆的一个,也绝对是最难防治的一个。
尽管现代医学能够利用药物攻克多种疾病,但面对癌症,药物疗法却是困难重重。
为何癌症的病因如此难以靶定呢?
癌症并非从身体外部展开攻势,也不只是身体内部的重大事故。
与之相反,癌症正是演化力量的体现。
癌症遵循着一种无法摆脱的逻辑,即掌控着动植物物种演化的逻辑。
作为基因社会故事中的序曲,本章将通过癌症这种恶性病来介绍细胞、基因和演化。
恶性肿瘤是我们身体上不可分割的一部分,正因为此才使得防治恶性肿瘤变得如此困难。
我们可将人体视为一座建筑,这座建筑由数万亿个名为细胞的建筑模块构成。
细胞间会交换养分和化学信号。
每个细胞都类似一间小小的工厂,每种细胞都有自己专门的功能,所有细胞共同支撑着整个身体的运作。
在癌症患者体内,有些细胞和身体其他部分停止了合作,转而开始失控地增殖。
构建身体的细胞有着自己的家谱。
当已有的细胞一分为二时,新的细胞便产生了。
你身体里所有的细胞都处在一个庞大的家谱中,这些细胞的源头就是你生命的初始细胞:
你母亲体内的受精卵。
图1.1展示了一条蠕虫的细胞家谱,这种动物可比人类的构造简单多了。
这幅树状图展示了这种动物从单细胞开始,通过细胞分裂进行发育的过程。
一枚受精卵发育成一个完整的人的过程并不需要施工经理或建筑师的参与。
所有的细胞在发育过程中都肩负着密切配合的责任,就像是建筑中的每块砖、每条电线、每条管道都对整体结构了然于胸,并且和周围的砖块商量自己该安置在哪个位置一样。
癌症是患者的细胞谱系中的一支,是患者自身细胞过度繁殖产生的团块。
每种癌症在一开始都是细胞谱系中的一个细胞。
这个细胞及其后代细胞持续分裂,在本该停止分裂时仍不断继续。
持续增殖的癌细胞扩散至身体各处,攫取氧气等重要资源。
最终,癌细胞遍布全身,大量消耗体内的资源,于是身体其他部分由于资源匮乏而土崩瓦解,我们体内细胞间的分工合作走向灾难性的崩溃。
构成我们身体的细胞怎么知道何时该分裂,何时该停止呢?
细胞的分工是个错综复杂的过程,需要精细的调控。
如果我们脸上或手上一半的细胞仅仅再多分裂一次,我们就会有点像约瑟夫·梅里克(JosephMerrick)了——他在19世纪依靠巡回展示自己的“象人”相貌而过活。
这类多余的细胞分裂一般受到这些细胞所在身体部位的民主管控:
只有当某细胞周围的细胞发出信号指示时,该细胞才能进行生长和分裂。
细胞间通过生长因子(growthfactors)进行交流。
生长因子是一种特定的信使分子(messengermolecules),它在细胞内生成,之后通过细胞膜输送出去。
只有当一个细胞同时接收到周围多种不同细胞的信号时,这个细胞才能进行分裂。
这种结合多重信号的方式是种保障,能够保护身体不受单个细胞的误导。
基因组疾病
因为癌细胞有别于其他细胞,它们在增殖时不会理会周围细胞的信号。
每个细胞的核心——每个生命的核心,就是基因组。
基因组是一系列名为染色体的脆弱分子构成的。
每个人体基因组都可视为包含60亿字母的文本,这可比莎士比亚作品集总字数多出了上千倍。
这些字母共分为46卷,每卷就是一个染色体。
我们的基因组天生就带着自己的备份拷贝——这46个染色体就是23对几乎两两完全相同的染色体,唯一的例外就是雄性携带的两个不成对的性染色体,名为X染色体和Y染色体。
基因组文本只包含四个字母:
A,T,C和G,即四种核酸碱基(nucleobases,或简称碱基)的缩写:
A指腺嘌呤(adenine),T指胸腺嘧啶(thymine),C指胞嘧啶(cytosine),G指鸟嘌呤(guanine)。
数百万的碱基连成一条链,形成了一种名为脱氧核糖核酸(deoxyribonucleicacid)或DNA的分子(见图1.2)。
染色体由两条并排且紧密相连的分子链构成(见图1.2)。
两条分子链互为镜像:
每条分子链上的A碱基对着另一条分子链上的T碱基,每条分子链上的C碱基对着另一条分子链上的G碱基。
若将基因组信息视为一行行的字母,那么我们只需观察其中一条分子链,因为我们能够利用互补的镜像规则来轻松重构另一条分子链。
为了了解人体基因组文本的样子,我们可以看看人体9号染色体的小片段:
…ACCAGTTCTCCATGATGTGAATTTTCCA
TTGTATGACTGAACCACAATATCTCAGGG
ACCCCATAAATAT…
这串字母本身并无太多有用信息,并且我们仍不了解如何完全解读这段文本中的字母。
到目前为止,我们还未完整解读出一个基因组;事实上,我们还未完全理解这些编码的含义。
任何人类语言的文本都可以划分为若干段落,而每个段落又或多或少有着连贯的思想。
与此类似,我们可以将基因组划分为连贯信息下的非连贯片段,这些片段称为基因。
约有20000个人体基因包含着准确的、类似蓝图的说明,用以指示生产名为蛋白质的大分子。
蛋白质负责着细胞中多数具体功能。
这些编码蛋白质的基因正是本书的主人公。
这些基因的字母序列可分为两类(见图1.3):
一类是描述蛋白质构成的蓝图部分(编码序列),以及一类作为分子开关的部分。
这些开关调节着基因的活性,决定着是否复制蓝图部分以作为生产蛋白质的模板,并控制着这种复制的速度。
大部分基因都具备此类开关。
在阅读接下来的内容时,请记得这点:
一个基因既包含对于构建蛋白质的指导说明,又包含控制开关,控制开关能在不同情况下打开或关闭基因。
随着我们的细胞分裂并产出更多的细胞,对于每个细胞而言最重要的事情就是复制其染色体。
DNA聚合酶(DNApolymerase)是一种包含了数十个蛋白质的细胞机器。
它会将DNA双链分开成两条单链,每条单链都是一条用于复制的模板。
DNA聚合酶会将新生成的互补镜像链组合到每一条模板链上,从而完成对一个染色体双链DNA分子的复制。
正如其他的分子一样,染色体有可能遭到损伤或破坏。
举个关于铁的简单例子:
当氧原子侵入并连入纯铁的原子时,它们会生成铁锈分子。
区分铁锈和纯铁十分容易,并且,人们可以用铁锈转化剂通过化学方式将铁锈变为一层化学保护屏障。
染色体上发生的多种变化与铁锈发生的变化有异曲同工之处,这类变化十分容易检测和修复。
但修改DNA的方式不止这一种,例如,有时某字母会不小心换成了另一字母。
负责错误校验的蛋白质经常会忽略这类突变,从而也无从修复。
例如,以下就是我们刚刚看到的基因组序列中的一例突变:
(突变前):
…ACCAGTTCTCCATGATGTGAATTTT…
(突变后):
…ACCAGCTCTCCATGATGTGAATTTT…
这条碱基序列中的第六个字母由T变为了C。
这种小小的变化也许看起来并不起眼,但不妨看看下面这个经典例子,考虑一下一个排印错误所能带来的影响吧:
(突变前):
……我的王国换一匹战马……
(突变后):
……我的王国换一座房子……
人体基因中有整整百分之一是负责校对和改正染色体的。
但即便在校对方面投入了这么多,DNA复制却并非毫无瑕疵。
每次细胞分裂都有60亿个字母对需要进行复制、检查和改正。
在这样的一次复制环节中,一个特定的DNA字母对发生突变的可能性(突变率)约为100亿分之一。
因此,每次进行基因组复制时,至少有一对字母发生错误的概率仍有约70%。
这是较为乐观的数字,因为这是在健康生活方式下估计出的数字。
假如有害化学物质(例如香烟烟雾或烧焦的肉类中的物质)或暴露在紫外线辐射下(来自太阳光辐射或日光浴沙龙),人体基因组将遭到更多的改变。
这类突变包括上文例子中的单个字母的调换,但在某些情况下,DNA分子(整条字母链)的部分片段会被删除,或者被复制并被插入到基因组的某个看似随机选
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