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染色体是如何联结的?

来源:中国公众科技网
摘要:单独的染色体是双螺旋分子。两组遗传物质联结的DNA链叫做着丝粒。着丝粒能协调染色体的分离以确定新形成的细胞有正确的DNA数量。然而没人确切的知道它们是如何进化的,因此在此产生了一个有争议的新理论:关键的变化是在旧染色体的末端。...

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        单独的染色体是双螺旋分子。两组遗传物质联结的DNA链叫做着丝粒。着丝粒能协调染色体的分离以确定新形成的细胞有正确的DNA数量。然而没人确切的知道它们是如何进化的,因此在此产生了一个有争议的新理论:关键的变化是在旧染色体的末端。  



        据《科学》报道,研究者对着丝粒是一次性进化还是多次进化有争议。即使源头是独立的,各种有机体在这些DNA链的排序上也会变化多端。然而着丝粒始终起着相同的作用:它们一开始把新形成的染色体组合起来,然后当细胞分裂时协调锚定蛋白纤维使染色体分离。此外,所有单一源头分裂的有机体蛋白质进化在此过程中的是相同的。  



        大约在10年前,西班牙马德里自治大学的一位分子生物学家Alfredo  Villasante在果蝇染色体研究中发现了一个惊人的现象。一些序列与端粒(在染色体端位上的着丝点)上的重复DNA相匹配。端粒通常会缩短每次细胞分裂时间,并且在细胞老化中起到关键作用。Villasante和他的同事知道附着在端粒上的蛋白纤维有时会移动到染色体,从而作出一种设定来解释染色体和着丝粒的进化。  



        Villasante假设染色体最初是像如今的细菌一样是环状的。然而有时这个环会被打破,这时一些可移动的元素便嵌入基因组中跳迁到末端,帽化并阻止环再度形成。随着时间过去,这些可移动元素便会堆积并形成端粒。当序列延伸并进化,帽化末端内的区域便形成了着丝粒的原型。Villasante和他的同事把这项研究成果发表在本周的《美国科学院学报》上。  



        即使在初期,这些区域的DNA形成RNA,与某些能吸引促染色体分离的蛋白纤维的蛋白质相结合。最初,一组单独的纤维以及更多基因组中的旧锚点粘合在一起,当两组纤维向不同位置拉扯时,染色体便趋向于断裂。一些碎片重组,使原着丝粒在染色体中间更多的聚集——就像现在的染色体一样。  



        这一理论获得的评论不一。



        伦敦卫生和热带医学院的分子生物学家John  Kelly认为,作者在数据限度内做到很好。



        然而华盛顿西雅图Fred  Hutchinson癌症研究中心的生物学家Steven  Henikoff却把这一设定看作是“几乎不可能”,并指出新着丝粒是不停在进化的,并不会形成端粒。他说:“没理由假设着丝粒和端粒在功能上、作用时间上以及序列上有任何关系。”
作者: 2007-6-7
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