基因组组织与染色质
基因家族与假基因
/ SOO-doh-jeen /
基因并非全是独一无二的孤本。许多基因成家族——一组通过复制源自共同祖先的相关基因,就像都带着家族相貌的表亲。而在这些工作中的家族成员之外,还坐着一些看起来像基因、却不再产生有功能产物的破损拷贝:假基因,这一过程留下的遗迹。
当一个基因被意外复制、各个拷贝在进化时间中彼此漂移开来,基因家族便产生了。这些拷贝(称为旁系同源基因)保留着足够的相似性,可被认作亲属,却能各自专门化:例如珠蛋白家族就包括在不同生命阶段表达的血红蛋白亚基的基因,以及肌肉中的肌红蛋白基因。假基因主要以两种方式形成:一个复制拷贝积累了使其失效的突变(一个终止密码子、一次移码)而停止工作;或者一条已加工的信使 RNA 被逆转录回基因组,缺少自身的启动子和内含子,落脚成一个无功能的“加工假基因”。人类基因组中假基因远超一万个。
这之所以重要,是因为基因复制是通往进化新颖性的主要途径:一个拷贝可以保留原本的职责,而另一个则可自由突变、或许获得新功能,又不会让生物体陷入缺失。假基因曾被当作死物,但有时并非完全沉默——少数会被转录成调控 RNA,影响它们活着的亲属。跨物种比较家族成员与假基因,也是解读基因组历史的有力方法,很像在一份文件的历次草稿中阅读修改与删除。
人类的嗅觉受体基因构成一个约 800 个成员的庞大家族——但其中一半以上是假基因,已被突变破坏,这也是我们的嗅觉弱于狗的原因之一。那些仍在工作的成员让我们能分辨极其广泛的气味。
基因家族靠复制壮大;假基因是遗留下来的破损拷贝。
假基因的意思是“看起来像基因,却不产生正常蛋白质”——并不总是“彻底死亡”。少数会被转录成调控其有功能亲属的 RNA,因此“假”不应被读作“完全惰性”。
又称
另见