基因組組織與染色質

基因家族與假基因

/ SOO-doh-jeen /

基因並非全是獨一無二的孤本。許多基因成家族——一組通過複製源自共同祖先的相關基因,就像都帶著家族相貌的表親。而在這些工作中的家族成員之外,還坐著一些看起來像基因、卻不再產生有功能產物的破損拷貝:假基因,這一過程留下的遺跡。

當一個基因被意外複製、各個拷貝在演化時間中彼此漂移開來,基因家族便產生了。這些拷貝(稱為旁系同源基因)保留著足夠的相似性,可被認作親屬,卻能各自專門化:例如珠蛋白家族就包括在不同生命階段表達的血紅蛋白亞基的基因,以及肌肉中的肌紅蛋白基因。假基因主要以兩種方式形成:一個複製拷貝積累了使其失效的突變(一個終止密碼子、一次移碼)而停止工作;或者一條已加工的信使 RNA 被逆轉錄回基因組,缺少自身的啟動子和內含子,落腳成一個無功能的「加工假基因」。人類基因組中假基因遠超一萬個。

這之所以重要,是因為基因複製是通往演化新穎性的主要途徑:一個拷貝可以保留原本的職責,而另一個則可自由突變、或許獲得新功能,又不會讓生物體陷入缺失。假基因曾被當作死物,但有時並非完全沉默——少數會被轉錄成調控 RNA,影響它們活著的親屬。跨物種比較家族成員與假基因,也是解讀基因組歷史的有力方法,很像在一份文件的歷次草稿中閱讀修改與刪除。

人類的嗅覺受體基因構成一個約 800 個成員的龐大家族——但其中一半以上是假基因,已被突變破壞,這也是我們的嗅覺弱於狗的原因之一。那些仍在工作的成員讓我們能分辨極其廣泛的氣味。

基因家族靠複製壯大;假基因是遺留下來的破損拷貝。

假基因的意思是「看起來像基因,卻不產生正常蛋白質」——並不總是「徹底死亡」。少數會被轉錄成調控其有功能親屬的 RNA,因此「假」不應被讀作「完全惰性」。

又稱
gene familypseudogenegene paralogs基因家族假基因