遺傳學(xué)是扯淡。有性生殖期間,母親和父親的基因混合和混合產(chǎn)生獨(dú)特的基因組合每一個后代。在大多數(shù)情況下,染色體正常排隊(duì)和交叉。在一些不幸的情況下,然而,“自私的DNA”進(jìn)入混合,導(dǎo)致染色體異常的跨界車,刪除或插入,可表現(xiàn)為出生缺陷。

科學(xué)家們早就認(rèn)識到遺傳物質(zhì)的交換跨越over-known復(fù)合是至關(guān)重要的自然選擇。然而,一些物種顯示比其他人更多的交叉。為什么?研究人員假設(shè)交叉率已經(jīng)進(jìn)化到平衡交叉的好處與自私的DNA的風(fēng)險(xiǎn)。

“有一點(diǎn)神秘的現(xiàn)在如何解決某些分子,生物,和基因組進(jìn)化為了自私的現(xiàn)象遺傳因素作祈禱說:“來自,院長是羅切斯特大學(xué)的生物學(xué)教授。“自然選擇的作用在一個生態(tài)環(huán)境本質(zhì)上是一個解決問題,但自然選擇的作用,以應(yīng)對自私基因元素仍在制定當(dāng)中。”

確定一個基因

來自和博士生卡拉品牌最近在學(xué)習(xí)完成一個重要的里程碑這些演化動力學(xué)。通過研究兩種果蠅,他們發(fā)現(xiàn)了一種基因,梅- 218控制重組。發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》的一篇論文中,他們解釋梅- 218控制速度的差異之間的交叉物種進(jìn)化力量在起作用。

“這是我所知道的第一個基因,有人負(fù)責(zé)顯示重組的進(jìn)化率,”來自說。

團(tuán)隊(duì)專注于兩個密切相關(guān)的物種的水果flies-Drosophila腹和它的姊妹物種,果蠅mauritiana-because巨大差異進(jìn)化的重組率:d mauritiana并約1.5倍交叉腹。當(dāng)他們兩個不同物種中的基因相比,DNA序列的研究人員發(fā)現(xiàn),美- 218是非常不同的。

基因重組的重要性

“自然選擇效果最好,當(dāng)有一個基因型多樣性行動,“說品牌,論文的主要作者。“洗牌的等位基因組合通過重組產(chǎn)生自然選擇起作用的多樣性。”

因此重組是重要的兩個主要原因:

想象兩個染色體一條染色體上基因A和B .你可能有一個“好”(有益)等位基因和“壞”(有害)B等位基因。在其他染色體上你可能會產(chǎn)生相反的;一個壞一個等位基因和B等位基因。染色體將是一個更好的嗎?“這是一個大雜燴,一條染色體可以不一定比另一個,”品牌。“重組可以洗牌等位基因組合,這樣一條染色體可以得到良好的A和B等位基因在一起時,而另一個可以一起壞A和B等位基因。現(xiàn)在,當(dāng)這些染色體競爭,兩個等位基因會贏在未來幾代人。”

我們組合的等位基因在我們當(dāng)前的環(huán)境,但是環(huán)境總是不斷變化的。自適應(yīng)的好等位基因和健康現(xiàn)在可能不是在下一代。重組可以洗牌這些基因的組合,這樣會壞,那些后代會死,但是一些好的,這些后代會生存。

“重組重要不是很難說服任何人——但當(dāng)我們在不同的物種中,我們可以看到,交叉率是不同的,”品牌。“為什么增加或減少重組率?”

神秘的自然選擇和自私的DNA

沒有單一的理想速度或分布的跨界車,品牌說?？缃畿囀潜匾纳a(chǎn)可以存活的后代,但交叉也有風(fēng)險(xiǎn)。自私的DNA序列稱為transposons-repetitive遺傳元素似乎沒有好處他們主人的形式分布于整個基因組。轉(zhuǎn)座子是類似于病毒,而是注入自己的細(xì)胞,他們?nèi)肭诌z傳物質(zhì)。如果發(fā)生異常的跨界車轉(zhuǎn)座子在不同地點(diǎn)之間的染色體,染色體沒有合理排列和重要基因復(fù)制或刪除。

品牌和來自假設(shè)的變化重組率d . mauritiana和d .腹之間可能已經(jīng)進(jìn)化,因?yàn)槲锓N基因組中不同數(shù)量的轉(zhuǎn)座子。d .腹基因組比d . mauritiana轉(zhuǎn)座子,因此d .腹可能已經(jīng)進(jìn)化出更低的交叉率,以避免有害的轉(zhuǎn)座子之間跨界車的風(fēng)險(xiǎn)更高。

這意味著,美- 218基因是一個不斷變化的最佳不斷發(fā)展的。梅的進(jìn)化- 218是類似于免疫、基因來自說。”,應(yīng)該做一些直觀,因?yàn)榛蛎庖卟粩噙m應(yīng)變化的社區(qū)病原體挑戰(zhàn)我們。”

進(jìn)化生物學(xué)家稱這些進(jìn)化動力學(xué)為“進(jìn)化軍備競賽”,因?yàn)?通過積極的自然選擇,基因正在追趕一個不斷變化的健身最佳。“也許你只是適應(yīng),但幾代從現(xiàn)在你沒有在最優(yōu)了。你已經(jīng)進(jìn)化一次又一次,”來自說。

梅- 218基因迄今為止只在果蠅被調(diào)查,但研究重組申請人類。“每染色體在減數(shù)分裂期間至少有一個交叉,一般來說,需要確保正常染色體分離,“品牌說。“要么缺乏交叉或交叉在錯誤的區(qū)域的基因組是導(dǎo)致許多出生缺陷像唐氏綜合癥”。