人类98%DNA是“垃圾”,但它们具有至关重要的作用!

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  新浪科技讯 北京时间8月26日消息,据国外媒体报道,让我购买一本98%以上文字都有胡言乱语的书籍吗?生物学与图书行业这麼太大关系,但却编写了一本非常吸引人的指导手册——DNA!

  村里人 的基因手册中有 了构成身体、并为其提供能量的蛋白质指令,但人体这麼匮乏2%的DNA能编码蛋白质,剩余98%的DNA序列被称为“垃圾DNA”,科学家们长期以来总爱认为它们无用,什么非蛋白质编码的DNA延伸看起来就像一本书稿中的胡言乱语——毫无用处,跟我说被村里人 遗忘。然后近期最新研究表明,村里人 基因组的“垃圾”次要刚刚 仍然发挥着重要作用。

  这麼意义的“单词”

  自然生物拥有本身 独特的“书写方法 ”,村里人 的基因脚本仅使用另另十个 字母:A, G, C和T,什么字母的长组合构成了村里人 的基因,并决定了蛋白质特征,然后蛋白质制造过程不须像阅读烹饪食谱那样简单,在将蛋白质组合在一起刚刚 ,DNA被转录成RNA,并被切割和重新组装成更小的片段。

  在切割过程中,非编码“垃圾DNA”被废弃,意味它们永远太大再参与制造蛋白质,为何会 会 自然生物的“指导手册”携带这麼多看似不须要的物质,这是研究人员仍在思考的另另十个 大大问题,最合乎逻辑的解释是,“垃圾DNA”或许不须一无是处。

  无用DNA的功能

  本世纪初,“人类基因组计划”让村里人 首次全面了解了人类基因脚本,但该计划完成近10年后,另另十个 由500多名科学家组成的团队发布了村里人 所谓的“DNA元素百科全书(ENCODE)”。

  该项国际相互企业合作探索了基因组中每个基因的功能,这项大规模研究的结果要求对垃圾DNA进行重新评估,嘴笨 这麼匮乏2%的基因组能制造蛋白质,然后最少500%的基因组能执行本身 功能。

  DNA元素百科全书对功能的定义相当宽广,任何“生物化学活性”都有公平的游戏——能被转录成RNA,即使稍后的过程中RNA被切断,才能被鉴定为具有功能的序列,然后一点“垃圾DNA”嘴笨 具有重要作用,包括调控DNA如可转录,并从那里转变成蛋白质,刚刚 蛋白质编码是交响乐音符,这麼一点非编码序列就像音乐指挥家一样,影响着乐曲的节奏。

  但不须所有垃圾DNA都具有功能,5008年发表在《细胞分子生物学杂志》的一项研究表明,科学家清除了酵母基因组中的垃圾DNA,对于特定基因,村里人 去除了基因内含子——DNA转录后被切断的次要,在实验室条件下,基因内含子的去除对细胞这麼显著影响,支持了它们这麼任何功能的观点。

  然而,今年发表在《自然》杂志上的研究报告提出了相反观点,当食物匮乏时,研究人员发现什么序列对酵母的存活至关重要,什么研究认为,基因内含子的有用性刚刚 取决于其处于的环境,这与所谓的“垃圾”相差甚远。

  有用的垃圾

  过去10年里,一点研究进展表明,垃圾DNA刚刚 仅是被误解的遗传物质,科学家现在已将各种非编码序列与各种生物过程(甚至人类疾病)联系起来,类事:研究人员认为,什么序列是子宫和对生拇指发育的重要因素。

  2018年,发表在《肿瘤学年鉴》上的一项研究表明,非编码DNA片段就像基因表达的音量旋钮,最终影响乳腺癌和前列腺癌的形成;2019年发表在《自然遗传学杂志》的一项研究表明,基因编码区域以外的突变还才能意味自闭症。

  探索非编码序列是当前研究热点之一,太大的证据表明,什么非编码序列刚刚 促进癌症战胜治疗,目前专家这将是癌症诊断最有希望的反向工具。

  尽管“垃圾DNA”有全都功能,然后一点研究人员仍然认为,大次要遗传编码是无用的,美国休斯顿大学进化生物学家丹·格罗尔(Dan Graur)认为,最少有75%的蛋白质这麼功能。

  为了获得该数据,格罗尔使用数字模型来挑选DNA有用程度,他考虑了有害基因突变(有害的基因变化刚刚 双螺旋特征断裂),随着时间的推移,以及生育率不断提高,村里人 也获得了更多的基因组,然后什么突变刚刚 是致命的,格罗尔在2017年发表在《基因组生物学与进化》的一篇论文中评估称,村里人 的基因密码中最多不超过四分之一具有功能性,刚刚 超过四分之一,村里人 将以不可持续的下行数率 积累致命突变。