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节肢动物、鱼类与基因传递现象

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:除果实外,植物的茎、叶、皮、根都是各种昆虫和其他节肢动物喜欢吃的东西。因此,横向基因传递在节肢动物进化的过程中帮了这些小虫一个大忙:把细菌的氢氰酸解毒酶类从细菌转到节肢动物的DNA上。在一些亲缘关系很接近的鱼类中却没有发现这种抗冻蛋白基因。在考虑和分析了可能的其他解释后,科学家认为,最可能的解释是:这些抗冻蛋白是在进化过程中,通过鱼类之间的横向基因传递,转基因进入这些硬骨鱼类基因组的。

节肢动物、鱼类与基因传递现象

一些节肢动物也从横向基因传递得到了好处,或者说,进化得生存能力更强。

除果实外,植物的茎、叶、皮、根都是各种昆虫和其他节肢动物喜欢吃的东西。 但是,植物也有抵抗这些小虫的武器,其中一种是有毒化合物。很多种树的汁液含有带氰基的糖苷,当它们受到损害、树液流出接触空气时,氰基糖苷就会被分解,放出氢氰酸。 我们都知道氢氰酸是极毒的,绝大多数动物吃下后都会中毒而死。 可是有些小虫(主要是螨类和蛾类,注意蛾类属于昆虫,螨类不属于昆虫而属于蜘蛛一类)就是不会中毒,照样吸食树汁。 这是因为那些小虫体内有几种可以把氢氰酸解毒的酶。 近年来科学家通过大规模的DNA测序,发现这些解毒酶的基因不是远古时代小虫自己就有的,而是在进化过程中从细菌那里转基因来的。 因此,横向基因传递在节肢动物进化的过程中帮了这些小虫一个大忙:把细菌的氢氰酸解毒酶类从细菌转到节肢动物的DNA上。 这样就使得原来会被植物放出的氢氰酸毒死的小虫能对抗氢氰酸,因此大大扩大了它们的食物范围,使它们在自然选择中更占优势。(www.xing528.com)

冷水鱼类进化中一个重要的功能蛋白质——抗冻蛋白的进化,也体现了横向基因传递的作用。 抗冻蛋白能在水刚形成极微小的冰晶时,就结合在冰晶表面,阻止冰晶增大,因而使鱼血液中的水不结冰,能在极地的冰水中生活。 科学家在几种亲缘关系很远的硬骨鱼类中,发现了分子结构相似的抗冻蛋白,不仅蛋白质结构极其相似——氨基酸序列的相同率达85%,连DNA内含子(基因中不编码蛋白的那些序列)都极其相似(相同率97%)。 而且,内含子的数目、位置也极为相似。 在一些亲缘关系很接近的鱼类中却没有发现这种抗冻蛋白基因。 在考虑和分析了可能的其他解释后,科学家认为,最可能的解释是:这些抗冻蛋白是在进化过程中,通过鱼类之间的横向基因传递,转基因进入这些硬骨鱼类基因组的。

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