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人类与猪的D±·´¡相似吗?相似之处与差异
相似,但不能箶Ä单说成人类和猪的¶ٱ·´¡Á´‰一个固定的相似百分比ã¶Ă人和猪都属于哺乳动物,拥Á´‰许多来源于共同祖先的同源基因,负责ç»ÎØÓÅ运行、胚胎发Ïâ²ã¶ā能量代谢和免疫等基Á´¬功能ã¶Ă可是,如果把整套基因组逐个碱基进行比輩,两Կ…仍然存在明显差异,不能ç�Îا£为â¶ÄÃðŒª的D±·´¡几乎等同于人的D±·´¡”ã¶Ă
人和猪为件Ä么äϸÁ´‰相似的¶ٱ·´¡
人类与猪在漫长的演化过程中拥Á´‰共同祖先ã¶Ă随睶Ä物种分化,一些基因发生ä¼ò变化,另丶Ä些对生命活动十分关键的基因则被保留下来ã¶Ă细胞分è£ɡ¶āD±·´¡修复、蛋白质合成、神经发Ïâ²和基础代谢等è±Á程都霶Ä要一套相对稳定的分子Á´º制,因此相关基因在不同哺乳动物之间通常具有较高的保守æ¶ħã¶Ă
这意¶ͳ着,人和猪的基因组中可以æÀÝ到大量功能对应的基因〱¸¾‹如,某些负责产生消化酶ã¶ā调节激素反应或维持免疫ç»ÎØÓÅ活动的基因,在两种动物体内都存在相应版本。它们可能承担类似任务,但基因序列ã¶ā调控方式和实际ä½Ãð”¨强度并不完全相同。
â€Æ౷´¡相似”究竟是在比较什么
人们谈论相似度时,可能比è¾Ãݚ„是完全不同的对象。把这些概念混在丶Ä起,就容易得出â¶Ĝ人猪D±·´¡相似度是某个固定数字”的误解。
比輩对象 通常能说明什么 同源基因 两种动物拥有来源相近、功能可能对应的基因。 蛋白质编Á�序列 可观察具体基因在碱基或氨基酸层éÀ£的相似程度,不同基因差异很大。 基因组可比区域 反映两套基因组中能够排列对应的区域有多相似ã¶Ă 整套基因组 è¿Ê÷ϸ受到非编Á�区域ã¶āé¶Ö复序列ã¶ā染色体结构和大片段插入缺失的影响ã¶Ă 因此,â¶Ĝ两Կ…有很多相同基因”和“两个基因组Á´‰相同百分比的D±·´¡碱基”并不是丶Ä回事〱¸¸€个基因只要存在对应版Á´¬,就可以被称为同源基因;但这不代表å®Ãݚ„每一个碱基都相同,也ä¸ո»£表它在两个物ç§ո½“内发挥完全一样的ä½Ãð”¨。
相似¸ä§主要体现在哪些方éÀ£
人和猪的许多生理系统具有可比较æ¶ħã¶ı¸¸¤Կ…都Á´‰类似的器官组成和哺乳动物基Á´¬结构,心血管ã¶ā消化ã¶ā内分泌、免疫以及骨骼发Ïâ²中的部分分子é¶Ě路也存在共同之处ã¶Ă猪的体型ã¶ā器官大小和部分生理指标与人较为接近,所以猪Äþ¸被用于医学和生物学Á”究。
不è±Á,猪能够作为Á”究模型,恰恰说明它是â¶IJל‰丶Ä定相似æ¶ħã¶āåÕÅ保留物种差异”的动物。如果两Կ…的基因和调控系统完全相同,就不霶Ä要进行模型验证;如果完全不同,也无法提供Á´‰价值的参è¶ăã¶Ăçү究人¶͘é¶Ě常会针对某个器宯Ӷā某条代谢é¶Ě路或某种疾病机制,判断猪与人的对应程度,è¶Č不是用丶Ä个数字概括全部D±·´¡。
在基因组结构上,两è¶ą也存在部分保守的基因排列区域,但染色体数量并不相同〱¸ºº类é¶Ě常Á´‰23对染色体,猪通常Á´‰19对染色体。染色体数量不同并不卿õ‹¬代表¶ٱ·´¡差异的全部,却说明两种动物的基因组在长期演化中经ա†ä¼ò不同的é¶Ö排和组织变化。
人和猪的¶ٱ·´¡Á´‰哪些é¶Ö要差异
首先,非编码区åÑÌ和é¶Ö复序列的差异可能很大。D±·´¡并不只有直接编码蛋白质的部分,许多区域èÉÉ叱¸¸Ž基因弶Ä关ã¶ā组织特异æ¶ħ表达和胚胎发育调节。即使两个物种拥Á´‰功能相近的基因,æ´ø制这些基因何时开启ã¶ā在哪种ç»ÎØÓÅ中开启,也可能不同ã¶Ă
其次,免疫系统ã¶ā神经系统ã¶āè¸ÕÏâª代谢和生殖发育等方面存在物种特异æ¶ħã¶Ă某个基因在人和猪体内都存在,并不意¶ͳ着它äϸ产生完全相同的反应ã¶Ă基因附近的调æ´ø序列、蛋白质结构以åǿ其他基因之间的相互作用,都可能改变最终结果ã¶Ă
再次,基因组中èÉÉ会出现碱基替换ã¶ā大片段插入或缺失ã¶āé¶Ö复次数变化和染色ä½̢¶Ö排ã¶Ă这些差异有时不会影响基Á´¬生¶ͽ活动,却可能影响疾病表现ã¶ā药物反应ã¶ā器官功能和免疫识别。
妱¸½•ç�Îا£网上出现的相似度数字
看到“人和猪共享某个比例的基因â¶ĝ时,首先要确认它说的是基因数量、同源基因比例,还是序列逐碱基相似度。前Կ…强调两种动物拥Á´‰多少对应的基因,后Կ…则只针对é¶ĉ定的可比序列ã¶Ă比较范围不同,结果就不能直接放在一起比较ã¶Ă
还要注意,某个基因的相似度不能代表整个基因组的相似度。负责基Á´¬细胞功能的基因徶Ä徶Ä更加保守,è¶Č与外形、免疫识别ã¶ā繁殖或物种特征Á´‰关的基因可能变化更明显。同丶Ä物种内部不同个体之间也存在基因差异,扶Ä以科学çү究é¶Ě常会说明样Á´¬ã¶ā区域ã¶ā算法和计算标准。
更准确的结论是ïϸ人类与猪的D±·´¡在许多核心基因和生物学é¶Ě路上具Á´‰明显相似æ¶ħ,但整套基因组并非高度相同,也不存在脱离比较标准后仍然准确的单丶Ä相似度数字ã¶Ă相似¸ä§解釦¼ò为什么猪能用于部分人类生物医学çү究,差异¸ä§则提醒人们,çү究结果仍霶Ä要结合具体基因ã¶ā组织和生理过程来判断ã¶Ă
- 责任编辑: 冯伟光
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