你的DNA中隱藏的變化如何產生新的疾病

你的DNA中隱藏的變化如何產生新的疾病 ktsdesign /存在Shutterstock

我們的環境很少變化如此之快。 除了氣候變化,我們還暴露在空氣污染物中, 塑料微粒 我們的食物中含有前所未有的脂肪,鹽和糖。

環境變化是可以在我們的DNA中產生大而嚴重的突變的事物之一,這些突變可以迅速導致疾病,例如由輻射引起的癌症。 但我們的DNA也包含許多微小的隱藏突變。 雖然它們最初對我們沒有任何影響,這要歸功於我們的身體用來保護我們的一系列遺傳技巧,這些“神秘”的變化可以在很多代中積累起來,然後通過大的環境變化來實現。

最近的研究表明這些神秘變化對進化的重要性。 他們有可能成為現實 風險越來越大 糖尿病,癌症和心髒病等問題,甚至可能產生新的疾病。 但這些突變也可能是我們祖先隱藏的禮物,使我們能夠更快地適應我們面臨的問題,從醫療條件到氣候變化。

DNA的變化與自然選擇過程相結合,使物種得以進化。 一些遺傳變異提供了選擇性優勢,擁有它們的個體更有可能存活並傳遞其基因,逐漸將它們傳播到整個物種中。 任何不利的變化都會降低個人的生存或生殖機會,並且不太可能傳給後代。


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緩衝變化

隱秘的遺傳變異為我們提供了第三種選擇。 DNA中的一些變化幾乎沒有影響,既沒有優點也沒有缺點,而是在幾代人之間慢慢積累。 這些變化以各種方式隱藏。 例如,簡單生物能夠使用已知的過程減少環境變化對其生物功能的影響 槽化。 這意味著他們的DNA的微小變化不會導致明顯的差異。

有時,基因甚至在DNA的不同部分都是重複的,因此存在 系統中的冗餘。 一個基因的任何變化都可以被其他基因隱藏。

在復雜的生命形態中,許多新變種也是看不見的,因為我們有大多數基因的兩個版本(一個來自媽媽,一個來自爸爸),以及 其中一個版本占主導地位 在另一個。 在這種關係中,隱秘的遺傳變異是隱性的(不是顯性的),因此在正常條件下不顯示。

還有一些非常小的變化 不要造成任何真正的改變 對生物體的生物化學。 他們可能會將蛋白質中的一種成分換成非常相似的東西。

所有這些都可以起到抵抗物理變化的緩衝作用,允許DNA變異的積累,只有在環境發生重大變化時才會變得可見。 進化遺傳學領域的許多研究人員認為,這種神秘的遺傳變異可能會解決物種如何能夠迅速適應過去的新挑戰。 該 加拉帕戈斯群島的雀類 幫助達爾文發展他的進化論,他所看到的不同類型雀的快速創造很可能成為工作中神秘變異的一個例子。

你的DNA中隱藏的變化如何產生新的疾病 發光實驗:熒光綠 E. 大腸桿菌 菌。 KPWangkanont /存在Shutterstock

考慮到涉及多代時間尺度,觀察動物或野外的這種變化是不可能的。 但 蘇黎世大學的研究人員 最近用過 E. 大腸桿菌 細菌證明這種變異在進化和適應新環境中的重要性。

在他們的實驗中,他們創造了一個人造環境,其中可以產生綠色熒光的細菌比產生黃色的細菌具有優勢。 研究人員表明,含有較高水平隱蔽變異的細菌菌落能夠更快地轉換為發出熒光的綠色。

這對於細菌來說是一個微小的,微不足道的變化,但非常清楚地證明了神秘變異可以幫助物種更快地適應環境變化的概念。 這對於理解影響疾病抗性和易感性的更關鍵系統中隱秘變異的重要性可能非常重要。

維爾茨堡大學的研究人員 已經證明了隱性遺傳變異的水平 腦膜炎奈瑟菌一種可引起腦膜炎的細菌,會導致疾病的危害。 這種較高水平的變異只是細菌進入血液時的一個因素,但對人體喉嚨的正常環境沒有影響。

更好地了解這些細菌在血液中如何發生變化可能有助於我們對抗腦膜炎等疾病。 我們將更好地了解症狀如何發生,並且至關重要的是,能夠解決任何抗生素耐藥性問題 隱藏在細菌的DNA中.

隱藏的潛力

我們自己的DNA也很有用 高水平的神秘變異。 由於環境的變化,隱藏在我們DNA中的神秘遺傳變異的潛力突然變得不那麼神秘,這是一個嚴重的問題。

雖然我們仍然不了解隱秘變異的確切影響,但是我們的DNA中的一些變化,默默地遺傳自我們的祖先,已經與疾病的風險增加有關,例如 哮喘 or 癌症。 對於有這些變化的人來說,接觸汽車尾氣,更有可能產生影響。

然而,也可能存在解決方案以及DNA中隱藏的問題。 隨著世界因氣候變化而變暖,隱秘的遺傳變異能否為我們和其他物種提供急需的生命線? 快速進化和適應的能力增強,可能是存在於全球變暖和滅絕中的物種之間的全部。談話

關於作者

Michael J Porter,分子遺傳學講師, 中央蘭開夏大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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