科学家发现基因控制遗传重组率

遗传学是扯淡。有性生殖期间,母亲和父亲的基因混合和混合产生独特的基因组合每一个后代。在大多数情况下,染色体正常排队和交叉。在一些不幸的情况下,然而,“自私的DNA”进入混合,导致染色体异常的跨界车,删除或插入,可表现为出生缺陷。

科学家们早就认识到遗传物质的交换跨越over-known复合是至关重要的自然选择。然而,一些物种显示比其他人更多的交叉。为什么?研究人员假设交叉率已经进化到平衡交叉的好处与自私的DNA的风险。

“有一点神秘的现在如何解决某些分子,生物,和基因组进化为了自私的现象遗传因素作祈祷说:“来自,院长是罗切斯特大学的生物学教授。“自然选择的作用在一个生态环境本质上是一个解决问题,但自然选择的作用,以应对自私基因元素仍在制定当中。”

确定一个基因

来自和博士生卡拉品牌最近在学习完成一个重要的里程碑这些演化动力学。通过研究两种果蝇,他们发现了一种基因,梅- 218控制重组。发表在《当代生物学》的一篇论文中,他们解释梅- 218控制速度的差异之间的交叉物种进化力量在起作用。

“这是我所知道的第一个基因,有人负责显示重组的进化率,”来自说。

团队专注于两个密切相关的物种的水果flies-Drosophila腹和它的姊妹物种,果蝇mauritiana-because巨大差异进化的重组率:d mauritiana并约1.5倍交叉腹。当他们两个不同物种中的基因相比,DNA序列的研究人员发现,美- 218是非常不同的。

基因重组的重要性

“自然选择效果最好,当有一个基因型多样性行动,“说品牌,论文的主要作者。“洗牌的等位基因组合通过重组产生自然选择起作用的多样性。”

因此重组是重要的两个主要原因:

想象两个染色体一条染色体上基因A和B .你可能有一个“好”(有益)等位基因和“坏”(有害)B等位基因。在其他染色体上你可能会产生相反的;一个坏一个等位基因和B等位基因。染色体将是一个更好的吗?“这是一个大杂烩,一条染色体可以不一定比另一个,”品牌。“重组可以洗牌等位基因组合,这样一条染色体可以得到良好的A和B等位基因在一起时,而另一个可以一起坏A和B等位基因。现在,当这些染色体竞争,两个等位基因会赢在未来几代人。”

我们组合的等位基因在我们当前的环境,但是环境总是不断变化的。自适应的好等位基因和健康现在可能不是在下一代。重组可以洗牌这些基因的组合,这样会坏,那些后代会死,但是一些好的,这些后代会生存。

“重组重要不是很难说服任何人——但当我们在不同的物种中,我们可以看到,交叉率是不同的,”品牌。“为什么增加或减少重组率?”

神秘的自然选择和自私的DNA

没有单一的理想速度或分布的跨界车,品牌说。跨界车是必要的生产可以存活的后代,但交叉也有风险。自私的DNA序列称为transposons-repetitive遗传元素似乎没有好处他们主人的形式分布于整个基因组。转座子是类似于病毒,而是注入自己的细胞,他们入侵遗传物质。如果发生异常的跨界车转座子在不同地点之间的染色体,染色体没有合理排列和重要基因复制或删除。

品牌和来自假设的变化重组率d . mauritiana和d .腹之间可能已经进化,因为物种基因组中不同数量的转座子。d .腹基因组比d . mauritiana转座子,因此d .腹可能已经进化出更低的交叉率,以避免有害的转座子之间跨界车的风险更高。

这意味着,美- 218基因是一个不断变化的最佳不断发展的。梅的进化- 218是类似于免疫、基因来自说。”,应该做一些直观,因为基因免疫不断适应变化的社区病原体挑战我们。”

进化生物学家称这些进化动力学为“进化军备竞赛”,因为,通过积极的自然选择,基因正在追赶一个不断变化的健身最佳。“也许你只是适应,但几代从现在你没有在最优了。你已经进化一次又一次,”来自说。

梅- 218基因迄今为止只在果蝇被调查,但研究重组申请人类。“每染色体在减数分裂期间至少有一个交叉,一般来说,需要确保正常染色体分离,“品牌说。“要么缺乏交叉或交叉在错误的区域的基因组是导致许多出生缺陷像唐氏综合症”。