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2008年5月21日星期三

線粒體夏娃,Y染色體亞當

惡作劇2吻里直樹跟湘琴提到37个位于线粒体中的基因,研究了下,感觉可以称之为科学艺术性的代表!

人的基因有數萬個,絕大部分位于細胞核的染色體上,但是有極少數(確切地說是37個)位于細胞質的線粒體中。每個細胞中都有成千上萬個線粒體,它們是細胞的“呼吸器官”,為細胞活動提供能量。

在精子生成過程中,絕大多數的線粒體都被去除了,只保留極少數的線粒體提供精子運動的能量。在受精時,精子細胞核進入卵子,與卵子細胞核融合,而精子中殘余的線粒體則被擋在外頭,不進入卵子。因此,下一代的細胞核基因,一半來自精子,一半來自卵子,但線粒體基因則全部來自卵子。也就是說,線粒體基因屬于母系遺傳的。如果一位母親沒有生下女兒,那麽她的線粒體基因就失傳了。

在生成精子、卵子的過程中,細胞核的基因會發生重組,把原來的排列都打亂了。但是線粒體的基因卻不會重組,因此它的傳遞是相當忠實的。不過,並不存在百分之百的完全忠實的遺傳,在線粒體基因的傳遞過程中,就象細胞核的基因一樣,還是會發生罕見的基因突變,改變了基因序列。隨著時間的推移,線粒體基因積累的突變越來越多,後代個體之間線粒體基因序列的差異也就越大。一般說來,兩位個體之間線粒體基因序列差別越大,表明他們與共同祖先分離的時間越長,親緣越疏,反之則越近。

這樣,通過比較現在各個個體之間線粒體基因序列的差異,我們就可以比較他們的親緣關系是怎麽樣的,然後根據基因的突變率,就可以算出這些個體的共同祖先生活在什麽時候。時間越向前推移,突變越多,但是如果越往後追溯,則突變越少,最後必然要達到一點,即不存在現存的所有突變,而只有一種原型。這時候我們就說找到了所有現代人最晚的母系(線粒體)共同祖先了。她就是“線粒體夏娃”。

細胞核中決定男性性別的Y染色體也是單性遺傳的,只不過它是父系遺傳,由父親傳給兒子。現在所有人的Y染色體的共同祖先就是“Y染色體亞當”。

經過基因庫的對比發現“線粒體夏娃”是14萬年前的一名女性,爾“Y染色體亞當”來自大約6萬年前。也就是6萬年前只有一位“亞當”的Y染色體留到的現代,其他的Y染色體可能在當時或者不知道幾代之后就以生了女兒爾告終。

參考:
Parasite EVE 寄生前夜
夏娃的密碼 蔡駿

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