高考考试网
当前位置: 首页 高考资讯

人类基因分布图(人体内75基因是垃圾)

时间:2023-08-16 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 高考资讯

已有研究表明,部分“垃圾DNA”起源于病毒,并能调节人体免疫系统。顾潮江介绍,一些“垃圾DNA”可被视为基因的分子开关。还有研究表明,“垃圾DNA”有可能改变基因组装方式。发现在ASD先证者中全基因组范围内均存在大量新生TR突变,在胎儿大脑调节区域更为富集,且预计在进化上更具危害性。“垃圾DNA”还可能影响神经系统。因此,研究人员推测其可能是引发精神分裂症的主要原因。

人类基因分布图?已经有大量科学家对“垃圾DNA”进行了研究,而这些研究结果不断地表明,“垃圾DNA”绝不是我们体内“无用”的角色,相反,其可能在多方面发挥着重要作用,我来为大家科普一下关于人类基因分布图?下面希望有你要的答案,我们一起来看看吧!

人类基因分布图

已经有大量科学家对“垃圾DNA”进行了研究,而这些研究结果不断地表明,“垃圾DNA”绝不是我们体内“无用”的角色,相反,其可能在多方面发挥着重要作用。

提到垃圾,我们的第一反应通常是无用的东西。而在我们的体内,有一些DNA,也被称为“垃圾”。那么,这些被称为“垃圾DNA”的,真的是我们体内无用的东西吗?

近期,一项发表于《细胞·干细胞》的研究发现,之前被我们忽视的部分DNA,即所谓“垃圾DNA”,导致了人类与黑猩猩之间的差异。

“有一点可以肯定,‘垃圾DNA’绝不是垃圾。”武汉科技大学生物医学研究院教授顾潮江说。

对人类基因的研究存在阶段性,长期以来,有关“垃圾DNA”的研究成果层出不穷,相互之间既有佐证也有背离,而这一过程,也正是我们解开基因奥秘的必由之路。

“垃圾DNA”认知与“技”俱进

“垃圾DNA”一名从英文“Junk DNA”直译而来,最初由日本遗传学家大野乾提出,用来描述基因组中不能编码蛋白质的DNA序列。

顾潮江介绍,根据早期定义,人类基因中负责编码蛋白的基因数目仅4万个,只占基因组的2%,其他98%均被列为“垃圾DNA”。

伴随科研进步,“垃圾DNA”的定义也在变化。现在其泛指基因组序列中没有编码功能,既不生成RNA也不产生蛋白质的片段。它们在人类基因组中以重复序列形式广泛存在,结构上分为散在重复序列、串联重复序列和片段重复序列,根据重复次数又可以分为中度重复序列和高度重复序列。

不仅“垃圾DNA”的定义在变,我们体内究竟有多少“垃圾DNA”,科学家们也莫衷一是。

2003年,ENCODE (The Encyclopedia of DNA Elements)计划启动,全球400多名科学家参与其中。该计划的目标是在描绘人类基因组图谱基础上,研究各基因的功能信息,建立生物功能性基因目录。研究结果显示,人类基因组中80%的区域具有一定生化功能。

但美国休斯顿大学生物和生化教授丹·格拉乌尔在《基因组生物学与进化》杂志发表论文称,利用全新模型对人类基因组中功能性基因进行统计,发现功能性基因占比最多只有25%,其他基因都是所谓的“垃圾DNA”。

顾潮江认为,这个研究“推翻”了ENCODE的结论,将引导科研人员重新聚焦人类基因组研究。

关于“垃圾DNA”的认知与“技”俱进,那么其到底从何而来?

已有研究表明,部分“垃圾DNA”起源于病毒,并能调节人体免疫系统。转座元件便属于此类,具体来说,它们是可在基因组中移动的DNA片段,看上去是病毒或细菌等病原体遗留的产物,经过数百万年进化,融入人类基因组。

而2017年发表在《科学》的一篇文献认为,“垃圾DNA”来源于染色体的不对称分配。该研究显示,两条姐妹染色体的着丝粒在雌性减数分裂过程中相互竞争以获得遗传,而着丝粒重复序列是人类基因组中最丰富的非编码DNA,且具有更多重复拷贝和更多动粒蛋白的“强”着丝粒会被优先遗传给后代。

功能已现冰山一角

已经有大量科学家对“垃圾DNA”进行了研究,而这些研究结果不断地表明,“垃圾DNA”绝不是我们体内“无用”的角色,相反,其可能在多方面发挥着重要作用。

顾潮江介绍,一些“垃圾DNA”可被视为基因的分子开关。“垃圾DNA”中有大量重复DNA序列,能形成特殊的DNA高级结构,并以此调节附近基因的活性。

有美国科学家分析了11个人类组织中330个源于Alu(高度重复序列)基因组的外显子,鉴别出许多令人感兴趣的外显子。Alu是灵长类特异性的反转录转座子,通过它制造外显子可能有助于形成灵长类的独特属性。

“垃圾DNA”可通过合成调节性RNA发挥功能。它们能被转录为小分子RNA,控制蛋白质表达,还能激活或抑制基因的表达,协助非常复杂的细胞分裂、分化等。顾潮江介绍,若将这种方法应用于医学,可使癌症基因沉默,意义重大。

还有研究表明,“垃圾DNA”有可能改变基因组装方式。此前,来自美国北卡罗来纳大学的研究人员发现:一些“垃圾DNA”中的小片段遗传序列告诉基因如何剪接,或可提高、抑制剪接过程,从而改变基因组装方式。

“垃圾DNA”对人类的影响不仅于此。

德国和英国的科学家合作发现,在化疗之后,骨髓中造血干细胞会利用“垃圾DNA”转录产生RNA分子增强活化,产生新鲜细胞,促进血液再生。

研究人员还发现,随着个人基因组测序人数迅速增加,近来在解读他们基因组中的突变,尤其是非编码区突变时,在“垃圾DNA”区域中找到了近百个乳腺癌与前列腺癌的潜在“导火索”,这预示“垃圾DNA”可能是潜在癌症病源。还有研究已在霍奇金淋巴瘤内证明了“垃圾DNA”在何种情况下能够保持活性,从而加快肿瘤生长速度。(记者 吴纯新 通讯员 程 毓)

而与上述观点不同,有英国巴斯大学和剑桥大学的研究人员发现,位于基因间的“垃圾DNA”可以转录形成非编码RNA,而这一过程可以阻断细胞癌化。

此外,美国科研人员开发了一种新的生物信息学方法,用于从测序数据中识别和确定从头串联重复序列突变(简称新生TR突变),并对患有ASD(孤独症谱系障碍)的先证者和未患病手足中的新生TR突变进行全基因组特征分析。发现在ASD先证者中全基因组范围内均存在大量新生TR突变,在胎儿大脑调节区域更为富集,且预计在进化上更具危害性。

“垃圾DNA”还可能影响神经系统。有研究发现,被认为是“垃圾DNA”的反转录转座子LINE-1在精神分裂症患者的大脑中水平很高,且可以修饰与精神分裂症相关的基因的表达情况。因此,研究人员推测其可能是引发精神分裂症的主要原因。同时,将这部分“垃圾DNA”置于引发精神分裂症的遗传因子下研究,研究人员发现在精神分裂症患者中,LINE-1可以插入到与突触功能相关的基因中,使其正常功能被破坏,故而可以认为,该“垃圾DNA”或是引发精神分裂症的罪魁祸首。

顾潮江介绍,国外研究团队在发育分子机制研究中,发现在发育期间,来自“垃圾DNA”转录的微RNA在这种细胞与胚层分配过程中发挥着重要作用。悉尼雪梨百年研究所的研究人员通过新一代基因测序技术和复杂的计算机分析技术,揭示特定的白细胞如何使用非编码的DNA来调节一系列控制形状和功能的基因的活性。

“垃圾DNA”甚至可能影响我们的外貌。有美国研究人员发现,“垃圾DNA”中有一些序列片段,可以像开关或放大器一样影响脸部基因。眼睛或大或小、鼻子是否挺拔、头颅形状等,可能都与这些被称为增强子的序列片段密不可分。

拨云见雾更多谜团待解

面对“垃圾DNA”还有哪些疑问亟待解答?

顾潮江说,随着后基因组时代到来,测序技术的进步让对“垃圾DNA”的解读从中获益。第二、三代测序技术极大地提高了测序通量,可以一次性完成从数十万到数百万的DNA分子测序,使得对一个物种的基因组和转录组深度测序变得方便易行,为“垃圾DNA”解读提供了技术支撑。

伴随越来越多有功能的“垃圾DNA”被认识和鉴定,实际意义上的“垃圾DNA”将会越来越少。

顾潮江认为,今后我们或应继续深度分析“垃圾DNA”在以下10个方向中的功能,即DNA复制的调控,转录调节,为遗传物质的程序性重排标记位点,影响染色体的正常折叠和维持,控制染色体与核膜的相互作用,控制RNA加工、编辑和剪接,调制翻译,调节胚胎发育期,DNA修复和帮助对抗疾病。

一篇发表在《基因组生物学与进化》上的论文称,“垃圾DNA”的时代已经结束。与此同时,随着生命科学不断发展,人们也逐渐意识到“垃圾DNA”不是垃圾。

“随着技术更新和研究深入,‘垃圾DNA’中会产生越来越多的功能序列。”顾潮江坚定表示。

来源:科技日报

    推荐阅读
  • 背板什么意思(背板指的是什么)

    背板一直是PCB制造业中具有专业化性质产品背板较常规PCB板要厚和重,相应地其热容也较大鉴于背板冷却速度较慢,因此回流焊炉长度要加长还需要在出口处对其进行强制空气冷却,以使背板温度降低到可安全操作程度,今天小编就来说说关于背板什么意思?背板什么意思背板一直是PCB制造业中具有专业化性质产品。背板较常规PCB板要厚和重,相应地其热容也较大。由于背板比常规PCB要厚,且钻孔数也多得多,因此易造成加工液流出现象。

  • 喝咖啡为什么对心脏有影响(新研究称咖啡对心脏健康的影响并不大)

    研究人员最终在动脉硬化方面得出令人欣慰的结论。该研究涉及8000多名成年人。根据这项新研究,参与人数较少可能导致此前的一些研究结果出现偏差。研究人员考虑了可能影响动脉硬化的因素,包括吸烟、饮酒和其他已知的风险因素。研究人员指出,陷入“中度”和“重度”消费类别的参与者更可能是男性,参与者也更有可能定期饮酒和吸烟。

  • 桃胶什么季节吃比较好(桃胶什么季节吃比较好啊)

    桃胶含丰富的纤维素,能推动肠胃蠕动,饭后食用有利于食物消化,还能缓解饭后油腻。但桃胶是一味和血药材,并且较难消化,长期大量食用可能会导致身体不适。桃胶和什么一起吃最好桂圆红枣桃胶材料桃胶8颗,黄冰糖适量,水适量,红枣4颗,桂圆干6颗。做法1、雪莲子和桃胶用清水泡发十二小时以上2、银耳用清水泡发,撕成小块3、汤锅放清水,加把以上材料及黄冰糖一起放入汤锅里,水沸后转小火2小时左右至所有食材软糯即可。

  • 电脑插上耳机没声音怎么办 电脑耳麦没有声音怎么办

    电脑插上耳机没声音的解决方法如下:1、首先在电脑左下角的开始菜单里找到控制面板选项,然后打开我的电脑。

  • 金立旗舰机最新消息(功能机时代最后的名宿)

    直到2015年底,被寄予厚望的刘立荣重新掌权,淡出金立几年的他在房地产领域积累了不少资金。同年9月底,媒体传出金立正在进行新一轮大裁员,董事长刘立荣已滞留香港数月未归,金立的第二次资产重组一再延期。9月27日近50家中小供应商聚集在深圳金立总部讨要欠款。个别供应商称,被拖欠账款高达5000万、7000万元。去年12月,金立陷入债务危机,至今未能给出自救方案。

  • 饥荒风幻龙mod详解介绍(饥荒风幻龙满级属性)

    未加密常见问题Q:我找不到想要的Mod怎么办?

  • 最高级的炫富莫过于(这是最顶级炫富)

    消息传出,应者云集,只要到“背词免门票窗口”挑战的,一般情况下6分钟就能够顺利背出《滕王阁序》。可见,文章虽长,但是底蕴丰厚的南昌市足以再次提高世人的认知。原来,申妈妈2020年曾经来滕王阁游玩,看到两个小朋友背出《滕王阁序》被免了门票,非常惊奇:原来背书可以免门票哦!10月5日,申先生在滕王阁进行订婚场景拍摄,申妈妈陪同前往。景区工作人员当即给申妈妈送上免费门票。

  • 乙丑时是指几点(乙丑时是说几点)

    下面内容希望能帮助到你,我们来一起看看吧!乙丑时是指几点乙丑时是1点至3点。十二时辰制西周时就已使用。汉代命名为夜半、鸡鸣、平旦、日出、食时、隅中、日中、日昳、晡时、日入、黄昏、人定。又用十二地支来表示,以夜半二十三点至一点为子时,一至三点为丑时,三至五点为寅时,依次递推。

  • 球兰的四季养护方法(球兰可以四季开花吗)

    此外,保证球兰每日3-4小时的充足光照,以促进其开花。如果球兰已经长出花蕾或者正在开花,这种情况下不能随意移动花盆,因为这种行为很容易造成球兰落蕾落花。冬季的室温应保持在10℃以上,一旦低于5℃,球兰就很容易受到寒害,进而叶片脱落,严重情况下植株无法成活。

  • ipad教育优惠怎么弄(天猫ipad教育优惠怎么弄)

    苹果的教育优惠可以让学生享有购买折扣产品的特权,或根据所购买的产品优惠幅度,赠送其它福利,那么ipad教育优惠怎么弄呢?打开电脑浏览器,输入苹果官网。在主面下面找到apple与教育,点击进入。进入界面,选择一款所需要的产品。输入学生信息,确认并且进行支付,输入收货地址就完成教育优惠购买了。学生信息必须属实且不能造假,恶劣行为严重的会承担法律责任。