从你我血液中寻找Y染色体亚当
人们都知道达尔文的进化论,然而大约只有百分之十左右的人知道“夏娃理论”,听说过“亚当理论”的人,则恐怕还不到百分之一。在过去的十五年中,“亚当理论”和“夏娃理论”经过不断地论证、补充和验证,已成为分子生物学研究领域的主流共识。2007年,中央电视台推出了电视片“谁是夏娃”。片中说:“透过我们的血液,穿越时空隧道,去寻找我们的祖先,”发现“我们都是15万年前一对父母的后代,他们是名副其实的亚当、夏娃。”这两句话基本概括了“亚当理论”和“夏娃理论”。
一、血液中的密码
很久前,人们已经认识到父母和子女之间有遗传关系,并试图从血液里面寻求这种关系的秘密。传统戏《三滴血》里面就有一个这样的故事:县官晋信书,企图以“父子滴血入水”的方式,来鉴别亲子关系,结果导致父亲周人祥和他亲生儿子牛娃被活活拆散,这显然是一个失败的案例。上一世纪初,奥地利的卡尔医生发现了人类的血型有A、B、O、AB四种,并确定了血型遗传规律,这是首次以科学的手段确认了血液中包含的遗传关系。科学家们发现了基因DNA以后,人类对自身遗传秘密的了解,又跨进了一大步,
一个基于DNA的亲子鉴定方法开始被确立起来。
1.从亲子鉴定方法谈起
父母与孩子DNA的关系:人体各部位的细胞都含有相同的基因,它们是遗传信息的载体,基因信息的实体是DNA (去氧核糖核酸)。人类的DNA绝大多数位於细胞核内,细胞核内的遗传信息包含在染色体中。孩子的22对(每对两条)常染色体一条来自父亲、一条来自母亲。另外,还有一对性染色体:如果是女孩,她的一对性染色体是XX,分别来自父亲和母亲;如果是男孩,他的一对性染色体是YX,Y染色体来自父亲、X染色体来自母亲。可以看出,只有男孩才能承继父亲的Y染色体,并向下一代传递。 目前,有三种亲子鉴定方法。
常染色体亲子鉴定:由于常染色体一半来自父亲、一半来自母亲,在常染色体亲子鉴定中,可以确定孩子的亲生父母。
Y染色体亲子鉴定: Y染色体亲子鉴定中,只可以作父系亲子关系的确定。不过Y染色体的鉴定不但可以鉴定父子关系,还可以鉴定上下十几代的父系关系。那么,能不能鉴定出更远的父系关系呢?答案在十几年前已经给出了:YES(能)。
线粒体亲子鉴定: 在细胞核之外,存在着细胞质线粒体DNA(也叫mDNA),这是母系遗传的标记。在它的传承中,也有微小的变化,因此可以作为母系亲子关系的鉴定,只是它没有像Y染色体包含着那么丰富的信息。
2.DNA中的信息是什么样的?
血型可以用A、B、O、AB来表示,DNA也同样可以用 字符来表达。
DNA遗传信息的传递,是由排列在DNA上的四种碱基来负责的,代表四种碱基的是四个字符A,T,C,G。通过复杂的DNA序列的解析过程,可以从人类DNA样本中解析出某个DNA片段字符序列。在遗传方面,就是DNA中这4个字符的排列,决定着人们的黑白、胖瘦、高低以至面貌、健康等。每个细胞中包含大约30亿个这样的字符,要完全弄清楚它们,可真要化上一些时间。
亲子鉴定就是依据这些字符的比较来进行的。孩子的每对(两条)常染色体一条来自父亲、一条来自母亲,因此,可以通过比较父、母和子女在常染色体特定位点上DNA字符的序列,来判定亲子关系。
二 、“Y染色体亚当的发现”
Y染色体只传子、不传女,而且代代相传。Y染色体可以分成很多区,如果两人某一区的基因字符序列完全相同,那么他们就一定有相同的父系。
1995年,道瑞特、阿卡西和吉尔波特三位科学家在美国权威科学期刊《科学》上发表了一篇名为“人类Y染色体在ZFY区上不存在多态性”的论文。他们测定了分处世界各国各地,共38 名男性Y染色体的ZFY基因区,结果令他们大吃一惊的是:在他们检测的ZFY基因区中,38人的DNA序列,竟然完全相同。难道这38名没有任何亲戚关系的男人,都是一位风流好色的男人在世界各地所留下的后裔吗?这显然是不可能的。根据这一结果,他们断言目前的人类,有一位共同的男性祖先,估算大约生活在27万年前(当初的估计)。这样,继“线粒体夏娃”这位人类共同的“老奶奶”祖宗被发现之后,“Y染色体亚当”这位人类共同的“老爷爷”祖宗,也终于首次从历史的迷雾当中,露出了他的面目。这里是ZFY基因前20个基因字符的序列:“TGGCA GACTG GCTAA ACAGA……”接下来,在1997年10月31日出版的美国《科学》杂志上,刊登了另一篇题为“Y染色体显示亚当是一位非洲人”的论文『注3』。这位人类共同的“老老祖父”,被正式命名为“Y染色体亚当”。而这个位于Y染色体ZFY基因区内的729个基因字符序列的“遗传标记”,就成了“亚当标记”。真是令人惊叹的神奇!居然上帝早就在亚当身上植入了这个“MADE BY GOD”(上帝制造)的印记,也让亚当子孙的身上都复制了这个印记,如此,又有谁能否定得了我们是神的儿女呢?当然,全世界猴子、猩猩身上或者古代的类人猿尸体中,都没有这样的印记。这真是一个特殊的亲子鉴定的结果。至于我们这位“老老祖父”到底长的啥模样?斯宾塞?韦尔斯(Spencer Wells),这位世界权威的分子生物学家是这样描述的:“从上面的线索中,我们先祖的形象慢慢地浮现出来:他黑肤色(很可能比现在非洲人的肤色要浅)、削瘦、适中的身材,如果他穿着西装,在火车上坐在你对面的话,你是不会认出他的。”
[练习题]
下面甲图为某动物的一对性染色体简图。①和②有一部分是同源的(甲图中I片段),该部分基因互为等位;另一部分是非同源的(甲图中的Ⅱ1和Ⅱ2片段),该部分基因不互为等位。则下列分析中错误的是
A.位于Ⅱ1片段上的某基因所控制性状的遗传最可能与乙图的D相符 II 2
B.乙图为该动物的某些单基因遗传病的遗传系谱,其中肯定不属于Ⅱ2片段上隐性基因控制的是ABC
C.该动物的性别决定方式以及性染色体形态都与人类不同
D.假设控制黄毛(A)与白毛(a)相对性状的基因A(a)位于甲图所示①和②染色体的I片段,某雌杂合子与雄杂合子杂交,其后代的表现型及比例为雌黄:雄黄:雄白=2:1:1
答案D
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