最小基因组和生命起源.pdfVIP

谶 蠛 后基因组时代的思考 鳃i嚣墓l鍪l黪i笺蘩蠹§麓羹黼 辅嚣■㈧戮§￡#≈§黪髫麟黼§i鬻I 最小基因组与生命起源 §黛熬黼瓣鬻载搿翳瓣辩鬻镕％鞭 §#《lli辫转g§g§l㈧§∞㈣ii8 g日●黥《。八 ／l、一／kl’ §螺麓∞…” 生命最本质的特征是。每一个生物体都拥有一份 常重要，因为古细菌的生长环境更接近原始地球的状 控制其结构和功能的“设计图”，这份“设计图”还可以 态。在1996年，科学家们解析了从深海发现的古细菌 一代代地遗传下去。在孟德尔和摩尔根时代。这份“设 计图”被称为“遗传因子”或者“基因”．而在后基因组时 组全序列。这是第一个被分析的古细菌类生物的基因 代则被称为“基因组”。如果说达尔文的进化论关心的 组。其主要的环状染色体共有150万对碱基，含大约 是物种起源，那么今天的进化论研究者则是把视野聚 1700个基因【”。通过比较基因组研究．研究者推断出 集在基因组的起源。此外，寻找最早基因组的工作又 “第一个基本的共同祖先”可能具备这样一些特征：蛋 引出了另外一个非常重要的问题：维持一个能够独立 白质合成的装置最为发达，但尚未完全；RNA合成的 生存的生物个体的基因组应该有多大。换句话说，能 功能要比蛋白质合成差一些；而DNA合成的机制则基 否得到一个满足生命活动最低需求的最小基因组。 本没有。此外，它具有较为发达的代谢途径。包括氨基 酸和核苷酸代谢，以及辅酶的合成等。 最初的祖先 基因平行转移 根据当代生物进化论研究者的观点，地球上的所 有生命都可以归结到三个生物类群的某一类中。这三 尽管1990年代人们在寻找“第一个基本的共同祖 个类群分别是真核生物类(euk8ryotes)、真细菌类(eu—先”方面取得了一些进展。但是还有许多基本的问题尚 bacterial)和古细菌类(archaea)。我们所熟知的动植物未回答。有些问题实际上对这种原初祖先的存在从根 属于真核生物类。而大肠杆菌等原核生物大多属于真 本上进行了挑战。其中最大的一个问题是，对三种类群 细菌类。古细菌则是一类不同于真细菌类的古核生物， 生物的基因组进行比较的结果发现，只有大约60个左 它们通常生长在一些极端条件下．如生长在100℃以 右的基因是普遍存在的．可以认为是属于“第一个基本 上环境中的嗜热细菌，或高盐浓度下的嗜盐细菌。通 的共同祖先”。显然，这些基因远不足以维持一个哪怕 过分子层面的深入分析，人们发现，与真细菌相比，古 是像“第一个基本的共同祖先”一样最简单的有机体的 细菌的～系列分子生物学特征与真核生物接近．表明 生存。此外，对rRNA基因和氨酰一tRNA合成酶的种系 真核生物的祖先可能源于古细菌类。也就是说，从系 发生的分析表明，这些基因和蛋白质并不存在一个稳 统发育关系来看。古核生物介于原核生物和真核生物 定的系统发育关系；所谓最原始的特征，完全取决于研 之间。因此可以进一步推论，原核生物和古核生物有 究者所研究的基因是什