你的DNA中隐藏的变化如何产生新的疾病

你的DNA中隐藏的变化如何产生新的疾病 ktsdesign /存在Shutterstock

我们的环境很少变化如此之快。 除了气候变化,我们还暴露在空气污染物中, 塑料微粒 我们的食物中含有前所未有的脂肪,盐和糖。

环境变化是可以在我们的DNA中产生大而严重的突变的事物之一,这些突变可以迅速导致疾病,例如由辐射引起的癌症。 但我们的DNA也包含许多微小的隐藏突变。 虽然它们最初对我们没有任何影响,这要归功于我们的身体用来保护我们的一系列遗传技巧,这些“神秘”的变化可以在很多代中积累起来,然后通过大的环境变化来实现。

最近的研究表明这些神秘变化对进化的重要性。 他们有可能成为现实 风险越来越大 糖尿病,癌症和心脏病等问题,甚至可能产生新的疾病。 但这些突变也可能是我们祖先隐藏的礼物,使我们能够更快地适应我们面临的问题,从医疗条件到气候变化。

DNA的变化与自然选择过程相结合,使物种得以进化。 一些遗传变异提供了选择性优势,拥有它们的个体更有可能存活并传递其基因,逐渐将它们传播到整个物种中。 任何不利的变化都会降低个人的生存或生殖机会,并且不太可能传给后代。

缓冲变化

隐秘的遗传变异为我们提供了第三种选择。 DNA中的一些变化几乎没有影响,既没有优点也没有缺点,而是在几代人之间慢慢积累。 这些变化以各种方式隐藏。 例如,简单生物能够使用已知的过程减少环境变化对其生物功能的影响 槽化。 这意味着他们的DNA的微小变化不会导致明显的差异。

有时,基因甚至在DNA的不同部分都是重复的,因此存在 系统中的冗余。 一个基因的任何变化都可以被其他基因隐藏。

在复杂的生命形态中,许多新变种也是看不见的,因为我们有大多数基因的两个版本(一个来自妈妈,一个来自爸爸),以及 其中一个版本占主导地位 在另一个。 在这种关系中,隐秘的遗传变异是隐性的(不是显性的),因此在正常条件下不显示。


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还有一些非常小的变化 不要造成任何真正的改变 对生物体的生物化学。 他们可能会将蛋白质中的一种成分换成非常相似的东西。

所有这些都可以起到抵抗物理变化的缓冲作用,允许DNA变异的积累,只有在环境发生重大变化时才会变得可见。 进化遗传学领域的许多研究人员认为,这种神秘的遗传变异可能会解决物种如何能够迅速适应过去的新挑战。 该 加拉帕戈斯群岛的雀类 帮助达尔文发展他的进化论,他所看到的不同类型雀的快速创造很可能成为工作中神秘变异的一个例子。

你的DNA中隐藏的变化如何产生新的疾病 发光实验:荧光绿 E。大肠杆菌 菌。 KPWangkanont /存在Shutterstock

考虑到涉及多代时间尺度,观察动物或野外的这种变化是不可能的。 但 苏黎世大学的研究人员 最近用过 E。大肠杆菌 细菌证明这种变异在进化和适应新环境中的重要性。

在他们的实验中,他们创造了一个人造环境,其中可以产生绿色荧光的细菌比产生黄色的细菌具有优势。 研究人员表明,含有较高水平隐蔽变异的细菌菌落能够更快地转换为发出荧光的绿色。

这对于细菌来说是一个微小的,微不足道的变化,但非常清楚地证明了神秘变异可以帮助物种更快地适应环境变化的概念。 这对于理解影响疾病抗性和易感性的更关键系统中隐秘变异的重要性可能非常重要。

维尔茨堡大学的研究人员 已经证明了隐性遗传变异的水平 脑膜炎奈瑟菌一种可引起脑膜炎的细菌,会导致疾病的危害。 这种较高水平的变异只是细菌进入血液时的一个因素,但对人体喉咙的正常环境没有影响。

更好地了解这些细菌在血液中如何发生变化可能有助于我们对抗脑膜炎等疾病。 我们将更好地了解症状如何发生,并且至关重要的是,能够解决任何抗生素耐药性问题 隐藏在细菌的DNA中.

隐藏的潜力

我们自己的DNA也很有用 高水平的神秘变异。 由于环境的变化,隐藏在我们DNA中的神秘遗传变异的潜力突然变得不那么神秘,这是一个严重的问题。

虽然我们仍然不了解隐秘变异的确切影响,但是我们的DNA中的一些变化,默默地遗传自我们的祖先,已经与疾病的风险增加有关,例如 哮喘 or 癌症。 对于有这些变化的人来说,接触汽车尾气,更有可能产生影响。

然而,也可能存在解决方案以及DNA中隐藏的问题。 随着世界因气候变化而变暖,隐秘的遗传变异能否为我们和其他物种提供急需的生命线? 快速进化和适应的能力增强,可能是存在于全球变暖和灭绝中的物种之间的全部。谈话

关于作者

Michael J Porter,分子遗传学讲师, 中央兰开夏大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.


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