细胞质DNA如何进行适应以避免有害突变

 行业动态     |      2021-02-22 08:24

大约15亿到20亿年前,大进化的"大鱼,小鱼"被吞没。科学家认为,不知怎么的,一种细菌吞没了另一种细菌,形成了一种新型的细胞——真核生物。
从那以后生活就不一样了。

真核生物虽然在细胞质汤中携带着自己的DNA,这种DNA是传梯度PCR仪给每一代人的,但也含有来自其进化历史的DNA炖肉。这种DNA,包括动物中的线粒体和植物中的鸭嘴兽,是细胞的动力,通常只在母体上传递。

但是这些细胞质DNA是否也在细胞范围内进行适应呢?如果是这样,他们如何完成这一壮举,而似乎有一个进化的手臂绑在它的背后?你看,细胞质DNA不能轻易地交换出像核DNA这样的有害突变(旁注:雄性Y染色体也不能,这就是为什么它正在慢慢缩小)。

只有核DNA才能维持最好的突变,并在精子与卵子相遇后,像一副卡片一样重新洗牌,去除坏的突变。这种重组使核DNA能够适应。对于线粒体和质粒体,只有无性繁殖。

现在,悉尼大学生命与环境科学学院的研究人员约书亚·克里斯蒂和玛德琳·比克曼已经使用计算工具来更好地了解细胞质DNA适应以及它们如何促进有益的突变——更重要的是,避免有害突变,这些突变可能像特洛伊木马一样影响整个细胞,从而影响生物体的健康。

"为什么线粒体基因组在15-20亿年后仍然强劲?"这一切都归结到男性和女性性细胞或游戏玩家之间的根本区别。虽然每个精子细胞都含有一个性染色体(X或Y),但每个卵细胞都含有许多线粒体。由于线粒体对细胞功能至关重要,毕竟它们提供了能量,因此选择含有有缺陷线粒体的卵细胞来对抗。因此,只有含有完整健康线粒体的卵细胞才有机会产生酶。

研究表明,细胞质基因组的生物学效率如何——特别是它们组织成宿主细胞及其单亲遗传——可以使他们积累有益的替代物,并比自由生存的性基因组更快地清除有害的替代。

比克曼说:"因此,虽然男性乐于将任何Y染色体传给儿子,但女性似乎更严肃地对待后代的未来。

此外,从这项研究中获得的一般见解可以广泛应用于理解其他细胞质基因组的适应。除了线粒体,这些包括鸭嘴兽和强制性内分泌物,如里基齐亚布赫内拉沃尔巴契亚寄生虫。