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人類真的有50%的DNA與香蕉相同嗎?

http://finance.sina.com   2019年11月05日 16:08   北京同乐城国际线址網

圖中左側是一種動物,右側是一種植物,但兩者的DNA仍有一些相同之處。圖中左側是一種動物,右側是一種植物,但兩者的DNA仍有一些相同之處。

  同乐城国际线址科技訊 北京時間11月6日消息,據國外媒體報道,你也許聽說過人類與香蕉的DNA相似度高達百分之五六十。乍看之下,人類和香蕉之間有着千差萬別。就說最起碼的吧:一個是動物,一個可是植物呀!實際上,這一相似度看似驚人,但的確有幾分事實成分,只是實際情況比這複雜得多。

  這一信息可能源自美國國家人類基因組研究所在2013年開展的一項研究項目,不過其它項目也可能發佈過類似數據。但該項目的研究結果並未對外公佈,倒是美國史密森尼自然歷史博物館在一則科普視頻中指出,人類與香蕉的DNA之間有着“41%的相似度”。

  人類vs香蕉

  首先,我們必須瞭解DNA與蛋白質產物之間的區別。我們可以將DNA想象成一座房屋的藍圖,蛋白質產物則是實際建成的房屋,因爲藍圖中的一切信息都體現在了房屋上。接下來,我們還可以將人類DNA想象成一座農場的藍圖、香蕉DNA則是一座殖民地風格房屋的藍圖。兩座房屋存在許多相似之處(如管道、衛生間、廚房等),但最終產品卻有很大不同。這就是人類與其它生物的區別。其次要記住,基因(即DNA中負責給蛋白質編碼的區域)僅佔DNA的2%。

  科學家首先分析了典型香蕉基因組中的基因序列,然後藉此預測出由這些基因合成的全部蛋白質的氨基酸序列。接着,科學家又對全部人類基因進行了相同的分析,並將每個香蕉基因對應的蛋白質序列與人類基因依次進行對比,兩者之間的相似度可能從0到100不等。只要有兩個基因之間的相似度高於預期,就會被記錄下來。

  最終,該項目一共進行了400多萬次對比,在兩個基因組之間找到了7000個“有效配對”。接下來,研究人員計算了每個配對相似度的平均數,最終得到的數字約爲40%。但這只是蛋白質、即基因產物之間的相似度,並非基因本身的相似度。人類基因組中有許多基因在香蕉基因組中找不到對應基因,反之亦然。

  假如上述內容有些難以理解的話,可以看看下面這個更簡單的解釋:研究人員將全部香蕉基因與人類基因挨個進行比對,然後計算兩者之間的相似度(如果香蕉有某個基因、但人類沒有,這個基因就不會被統計在內)。結果發現,人類有60%的基因在香蕉基因組中都能找到匹配對象。研究人員又將這60%的基因對應的蛋白質氨基酸序列進行對比,結果發現約40%是完全相同的。

  人類和香蕉竟有這麼多相似基因,乍看之下着實令人震驚。但實際上,這也很正常。人類和香蕉的生存機制的確有很多相似之處,比如都要消耗氧氣才能存活。在這些相似基因中,有許多都只是掌管着基本生命功能而已。

  世間萬物,都是“親戚”

  從上文可以看出,人們之間流傳的說法是“DNA相似度達百分之五六十”,但研究實際考察的是“基因產物的相似度”,這兩種說法是有區別的。假如科學家將香蕉的DNA序列與人類DNA相比較,會發現兩者根本匹配不上。我們的DNA有50%來自母親、50%來自父親。我們有50%的基因與香蕉相同,但前文已經提到, DNA中只有2%的成分是基因,因此與香蕉相同的基因僅佔我們DNA的1%。

  既然基因僅佔DNA的2%,那麼其餘的98%都是些什麼呢?其中8%負責調控基因(決定某個基因開啓還是關閉);剩下90%的功能要麼未知、要麼就是在進化過程中逐漸消失了。這些功能未知的DNA片段曾被叫做“垃圾DNA”,因爲科學家認爲它們毫無作用。但這種叫法並不合適,因爲科學家近年來不斷意識到、這些片段也是有一定功能的。

  人類DNA不僅與香蕉相似度很高,與其它物種也是如此。例如,我們與小鼠基因組的相似度爲85%,與果蠅相似度爲61%。最神奇的是,雖然人類與其它物種在進化時間線上隔得很遠,但我們的基因組中都能找到同一種祖先留下的同一種印記。數十億年前的生物基因組中含有讓細胞得以生存和複製的基因,因此一代代存續了下來,在人類和植物基因組中都有所保留。

  不僅是香蕉,我們與其它水果的DNA也可能有1%的相似度。因爲地球上的所有生命都是由16億年前的一個細胞進化而來的,所以從某種意義上來說,所有生物之間都有“親戚關係”。(葉子)

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