主要观点总结
文章主要讨论了基因组的进化,包括序列相似性、保守性、变异的来源、分子钟与祖先序列、构树及分子钟快慢、基因共线性、基因组大小与重复序列等内容。特别强调了人类基因组与其他物种(如黑猩猩)之间的比较,以及如何从保守序列的变化中破译进化中的关键步骤。文章还介绍了寻找对人类进化有贡献的重要突变的方法,并讨论了基因组研究在神经生物学和免疫生殖等领域的应用。
关键观点总结
关键观点1: 基因组的进化包括多个方面,如序列相似性、保守性、变异来源等。
文章详细阐述了基因组进化的各个方面,为我们理解生物进化提供了重要的线索。
关键观点2: 比较人类和黑猩猩的基因组序列有助于解释两者之间的突出差异。
通过比较这两个物种的基因组,科学家们可以寻找造成这些差异的关键基因和突变。
关键观点3: 保守序列在基因组中具有功能重要性,虽然它们并非完全保守,但比较这些序列对于理解基因组的进化至关重要。
文章强调了保守序列在破译进化关键步骤中的重要性,并给出了相关的研究实例。
关键观点4: 人类加速区(HAR)的发现揭示了某些基因在人类进化中的特殊作用,特别是在神经发育方面。
例如,HAR1F非编码RNA分子的研究为我们理解人脑的关键特征提供了新的线索。
关键观点5: 除了筛查加速变化的核苷酸外,寻找对人类进化有贡献的重要突变还关注缺失的染色体位点。
这些缺失的序列大多位于影响神经功能的基因附近,这表明神经系统在人类进化中发挥了特别重要的作用。
正文
人类加速区1F)
,该分子
在大脑发育的关键时刻在人类大脑皮层中产生
。此 HAR1F RNA 的功能尚不清楚,但这类发现,正在促进相关研究,可能会揭示人脑的关键特征。
A human-accelerated region of
single-basepair substitution
,
HAR1F
(a) A
highly conserved noncoding DNA
segment, HAR1F, shows an
excess of substitutions within the human lineage
based on a multiple sequence alignment. (b) HAR1F is transcribed into a noncoding RNA. Many of the single-basepair substitutions
correspond to compensatory changes within the context of RNA secondary structure
( yellow-blue denotes compensatory mutations - 互补区突变, purple denotes substitutions in unpaired regions, and red denotes noncompensatory changes).
DOI:10.1146/annurev.genom.9.081307.164420
寻找对人类进化有贡献的重要突变的一种相关方法,同样始于哺乳动物进化过程中保守的DNA序列,但它不是筛查单个核苷酸的加速变化,而是关注自我们的谱系与黑猩猩分化以来的600万年里 经历过缺失的染色体位点。已发现了500多个这样的序列,这些序列在其它物种中是保守的,但在人类中是缺失的。每次缺失,平均会删除DNA序列中的95个核苷酸。这些缺失中只有一个会影响蛋白编码区:其余的被认为会改变
影响其附近基因表达方式
的区域,这一预期在少数案例中得到了实验证实。以这种方式确定的假定调控区,其
大部分
位于
影响神经功能的基因
的附近,和
/或
参与类固醇信号传导的基因
的
附近,这表明:
神经系统,以及免疫或生殖功能上的变化,在人类进化中发挥了特别重要的作用
。
翻译自《
Molecular Biology of the Cell
》第六版
(2015)
,
p216,
How Genomes Evolve
。作者:
Bruce Alberts