自私DNA

自私的DNA是指具有两种不同性质的DNA序列。

  • DNA序列通过在基因组内形成额外的拷贝而传播;以及
  • 它对宿主生物繁殖成功没有具体贡献。(它可能有也可能没有重大的负面影响)。

在1976年出版的《自私的基因》一书中,理查德-道金斯在发现真核生物基因组中的非编码DNA时,提出了自私DNA的概念。1980年,《自然》杂志上的两篇文章对这个概念进行了扩展和讨论。根据其中的一篇文章。

自然选择理论,以其更一般的表述,涉及复制实体之间的竞争。它表明,在这种竞争中,效率较高的复制者的数量增加,但却牺牲了效率较低的竞争者。经过足够的时间后,只有效率最高的复制者才能生存。

-↪Zs_2009↩L.E.Orgel & F.H.C.Crick, Selfish DNA: the ultimate parasite.

正常遗传功能的DNA可以被看作是"复制实体",通过操纵它们所控制的细胞来影响它们的复制。相反,自私的DNA单位可能利用细胞中现有的机制,在不影响生物体其他方面的适应性的情况下进行繁殖。

自身的DNA和遗传功能的DNA这两个概念之间没有鲜明的界限。通常情况下,也很难看出一个非编码DNA单元是否具有功能上的重要性;或者如果重要,以何种方式重要。更何况,并不总是容易区分某些自私的DNA和某些类型的病毒的情况

思想的历史

有些遗传元素可能对生物体没有用处,这并不是一个新的想法。1928年,一位俄罗斯遗传学家报告说,在果蝇中发现了一条X染色体。他声称,由此产生的偏向女性的性别比例可能会导致种群灭绝。

1941年首次有人提出,来自父母双方的正常遗传核基因与来自父母一方(雌性)的线粒体基因之间可能存在冲突。这可能导致植物的细胞质雄性不育。

大约在同一时间,还报道了其他几个自私的遗传因素的例子。例如,一位玉米遗传学家描述了染色体旋钮如何导致玉米的雌性减数分裂驱动力。减数分裂驱动力是指一个基因的一个拷贝传给后代的时间超过预期的50%。

瑞典植物学家和细胞遗传学家Gunnar Östergren在1945年指出,染色体由于其本身的"寄生"性质,如何在种群中传播。在讨论植物中的B染色体时,他写道:"在许多情况下,这些染色体对携带它们的物种根本没有任何有用的功能,但它们常常过着完全寄生的生活......[B染色体]不需要对植物有用。它们只需对自己有用。"- Gunnar Östergren.

然后,在20世纪50年代初,芭芭拉-麦克林托克发表了一系列论文,描述了"可转位元素"的存在。这些都是最成功的自体遗传元素之一。可转位元素的发现使她在1983年获得了诺贝尔医学或生理学奖

问题和答案

问:什么是自私的DNA?
答:自私的DNA是一个术语,指具有两种特性的DNA序列:通过在基因组中形成更多的自身拷贝来传播,以及不帮助其宿主生物体的繁殖成功。

问:谁首先提出了自私的DNA的概念?
答:理查德-道金斯在其1976年出版的《自私的基因》一书中首次提出了自私的DNA的观点。

问:奥格尔和克里克是如何扩展这一概念的?
答:奥格尔和克里克在1980年发表在《自然》杂志上的一篇文章中扩展了这一概念,他们讨论了自然选择是如何在复制实体之间相互竞争的。他们认为,随着时间的推移,效率更高的复制者将以牺牲效率较低的竞争对手为代价而增加。

问:正常的遗传功能的DNA是如何复制的?
答:正常遗传功能的DNA通过操纵它所控制的细胞进行复制。

问:自私的DNA和病毒之间有什么相似之处?
答:由于自私的DNA和某些类型的病毒具有共同的特征,例如它们能够利用细胞中的现有机制进行繁殖而不影响其健康,因此很难区分某些实例。

问:自私的DNA和遗传功能的DNA之间是否有明确的界限?
答:没有,这两个概念之间没有明确的界限,因为很难确定一个单位的非编码DNA在功能上是否重要,或者如果重要,它以何种方式影响生物体的健身。

问:在研究非编码DNA时发现了什么?

答:在研究非编码DNA时,发现它们有两个特性--它们可以通过在基因组内形成更多的拷贝来传播,但对生物体的繁殖成功没有帮助。

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