下载APP
交汇点新闻APP
交汇点新闻APP二维码

扫码下载

新华报业网微信
新华报业网微信二维码

扫码关注

动物DNA与人类DNA的区别:从基因序列到功能

如果只需要一个科普层面的数字,人类和狗的基因相似度通常被概括为约84%。但这个数字不能理解为“人类和狗有84%的全部DNA碱基完全相同”。更严谨的说法是:人类和狗拥有大量同源基因,许多基因参与相似的生命活动;具体相似度会随着比较对象、计算方法和统计范围不同而变化。

84%到底比较的是什么?

“基因相似度”并不是只有一种算法。研究者可能比较两种动物是否拥有对应基因,也可能逐个比对某段DNA的碱基,或者只分析能够排列对应的编码区域。因此,同一对物种可以出现不同的相似度数字。

人类和狗的基因相似度常见比较口径
比较口径 实际观察内容 如何理解
同源基因 两种动物是否有来源相近、功能对应的基因 人类和狗共享大量基因,84%常被用作大众化概括
对应基因的序列 同一个基因的DNA碱基或蛋白质序列有多相似 不同基因差异不同,不能用一个数字代表全部基因
全基因组比对 把两套完整遗传物质放在一起比较 受到重复序列、缺失片段、插入片段和染色体重排影响,没有统一固定值

所以,看到“人类和狗的基因相似度约84%”时,应该把它当成一个便于理解的总体估计,而不是精确到每一条染色体、每一个碱基的测量结果。84%也不是说人类有84%的DNA来自狗,或者狗的身体结构有84%与人类相同。

为什么不同资料给出的百分比可能不一样?

第一,比较范围不同。只比较蛋白质编码基因,通常更容易找到人类和狗之间的对应关系;如果把大量重复DNA、调控区域以及无法准确排列的片段也放进去,结果就会改变。

第二,分母不同。有的计算方式以人类基因组为分母,有的以狗基因组为分母,还有的只统计两者能够对应排列的区域。分母不同,即使使用同一批序列,也可能得到不同的百分比。

第三,研究者对“对应基因”的判断标准不同。一个基因可能在两个物种中保留相似功能,但序列已经发生了一些变化;也可能一个物种拥有额外的基因拷贝。究竟把它算作一个对应基因,还是拆分成多个基因家族成员,会影响最终结果。

第四,基因组版本和数据库会更新。随着新的测序结果出现,原先缺失的片段可能被补齐,基因边界也可能被重新标注。因此,科学资料中的百分比通常应连同比较方法一起阅读,不能脱离上下文单独使用。

基因相似度较高,为什么人和狗仍然差别很大?

因为决定生物差异的,不只是“有没有某个基因”,还包括基因的具体序列、开启时间、表达位置、表达数量以及不同基因之间的调控关系。

例如,人和狗都拥有参与视觉、免疫、代谢、神经活动和细胞修复的许多基因,但这些基因在不同组织中的活跃程度可能不同。某些基因在人类大脑中持续发挥重要作用,在狗的相应组织中则可能以不同强度工作。相似的基因组件经过不同的组合和调控,最终会形成不同的体型、面部结构、运动方式和行为特征。

染色体数量也能说明这一点。人类有23对染色体,狗有39对染色体。染色体条数不同,并不代表两者完全没有相似基因;它更多反映了遗传物质在漫长进化过程中发生过融合、分裂和重新排列。基因可以保留相近功能,但所在染色体的位置和排列方式已经改变。

人类和狗共享哪些重要的生物学基础?

人类和狗都属于哺乳动物,因此共享许多基本生命机制。细胞如何复制、如何制造蛋白质,免疫系统如何识别部分病原体,骨骼和肌肉如何发育,神经细胞如何传递信号,都依赖一批在进化中较为稳定的基因。

这也是狗能够用于部分医学研究的原因之一。狗会自然发生一些与人类相似的疾病,并且部分疾病涉及相近的基因和生理通路。研究狗的遗传变化,有时可以帮助研究者理解相关疾病的发生机制。

不过,“存在相似基因”不等于“疾病表现完全一样”,也不等于狗的研究结果能够直接套用到人身上。药物反应、代谢速度、免疫特点和器官结构仍可能存在明显差异。基因相似度适合说明共同的生物学基础,不适合用来代替具体的医学验证。

看到84%这个数字时,应该怎样准确理解?

  • 可以这样理解:人类和狗在遗传物质中有相当一部分具有进化来源和功能上的对应关系,许多重要基因较为保守。
  • 不要这样理解:人类和狗的全部DNA有84%的碱基逐一相同,或者人和狗的身体、行为有84%完全一致。
  • 需要继续确认:这个百分比比较的是同源基因、编码序列,还是能够对齐的全基因组片段。

如果用于日常科普,可以说“人类和狗的基因相似度常被概括为约84%”。如果用于科学写作,更稳妥的表述是:“人类和狗共享大量同源基因,但具体序列相似度取决于比较范围和统计方法,不能用一个数字概括整个基因组。”

因此,人类和狗的基因相似度是多少,最简短的答案是常见说法约为84%;最准确的答案则是两者拥有大量共同的遗传基础,但不存在适用于所有比较方法的唯一百分比。

动物DNA与人类DNA的区别:从基因序列到功能
动物DNA与人类DNA的区别:从基因序列到功能
责编:刘慧卿
版权和免责声明

版权声明:凡来源为“交汇点、新华日报及其子报”或电头为“新华报业网”的稿件,均为新华报业网独家版权所有,未经许可不得转载或镜像;授权转载必须注明来源为“新华报业网”,并保留“新华报业网”的电头。

免责声明:本站转载稿件仅代表作者个人观点,与新华报业网无关。稿件内容请读者仅作参考,并自行核实相关信息。