DNA 解碼的鑰匙:P公式(DNA骰子理論, 上)

來源: 藍山雀 2015-09-24 11:36:45 [] [博客] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀: 次 (29066 bytes)
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DNA 解碼的鑰匙:P公式(DNA骰子理論)

 

 

20多年來,分子人類學從線粒體DNA原始序列分析中,論證出現代人共同的老老祖母線粒體夏娃;從Y染色體的ZFY基因的729個DNA編碼,確定了現代人共同的老老祖父Y染色體亞當。同時,還依據突變遺傳標記,描繪了人類父係和母係的遷徙曆史。

 

在人類的DNA序列中,更多的是常染色體中包含的DNA序列。而且,男女的常染色體沒有區別。那麽,在人類的22條常染色體上有沒有標記呢?經過我們的研究,發現在常染色體上有這樣的標記。不但有,而且很多。你在本網的“附:基因銀行的DNA編碼資料”中,可以看到9組這樣的DNA編碼序列標記。其中有6組標記都是自人類產生以來,DNA編碼完全沒有改變過的“固有標記”;其它3組編碼雖然有著極少的差異,但總體序列是一致的,仍然可以看作“固有標記”。它們充分證實了現代人都是科學亞當和科學夏娃的後裔。

 

為了從DNA標記序列,去衡量人類同源(這裏的“源”是指最早的那位“現代人的祖先”,他是23對染色體的人,而非進化論所說的“類人猿”)可能性的大小,我們引入了概率理論,並創建了P公式(DNA骰子理論)。它能夠成為一把用於DNA序列解碼的鑰匙。

 

一.常染色體上標記的重要意義

 

有人說:Y染色體亞當和線粒體夏娃,“他們隻是幸運的男人和女人”,“當時肯定同時生活著許多女人和許多男人,隻不過她們的線粒體基因和他們的Y染色體基因沒有遺傳到現在而已。但是她們或他們遺傳下了其他的基因。”

 

這是分子人類學麵臨的一個重要問題:當時是否進化出了許多人,隻有他們留下了後代呢?

 

 “他們留下了其它基因”的說法,是指如果一對夫婦隻有女兒,沒有兒子,那麽,父親的Y染色體的繼承就消失了。如果沒有女兒,母親線粒體的繼承就消失了。但是他們兩人的常染色體都被兒子或女兒繼承了,因此,常染色體上必然有來自父母的DNA證據。

 

對於這樣的疑問,我們可以歸結為兩個問題:

 

1. “那些”和Y染色體亞當、線粒體夏娃同時生活的人,是否有同樣的Y染色體亞當標記和線粒體DNA的夏娃標記?

如果他們“有同樣的Y染色體亞當標記和線粒體DNA夏娃標記”,回答就很簡單了:可以肯定當時有很多這樣的人,那是他們的兄弟、姐妹或者他們的堂兄弟、姐妹。我們可以將他們稱作“共祖人”。就像現在全世界的人,都有線粒體DNA夏娃標記,男人還都有Y染色體亞當標記,但是卻都是來自二十多萬年前“共同祖先”(“科學亞當”、“科學夏娃”)的後裔。

 

2. 如果和前麵的答案相反:認為那些和Y染色體亞當、線粒體夏娃同時生活的人,他們有各自的Y染色體標記和線粒體DNA標記。為了討論方便,我們將他們稱作“不是與Y染色體亞當、線粒體夏娃有共同祖先的人”,簡稱“非共祖人”。隻是由於他們可能在後代的遺傳中,因為沒有男性後代,或沒有女性後代,他們的Y染色體標記和線粒體DNA標記沒有遺傳下來。

 

從人類生殖的“減數分裂”過程可以看到(見下麵的內容),隻要有“非共祖人”參與了人類的繁衍,在常染色體上必然留下他們的DNA序列標記(這就是“她們或他們遺傳下了其他的基因”)。與此同時,會產生一部分現代人(摻雜了“非共祖人”的DNA序列的人群)的常染色體缺少“大多數人共有的標記”。

 

因此,在這裏,唯一可以化解這個爭論的是:必須找到在常染色體上的標記、並能證明全世界的人都有這個標記,沒有任何特例。如果這一點得到證明,那麽,就確定了現代人類的血統是純淨的,沒有一點雜質。這就是常染色體上標記的重要意義。

 

二.人類DNA中的“第一個標記”

 

1. “第一個標記”是鑒定人類血緣關係的標記

 

常染色體上有這樣的一個標記嗎?答案是肯定的!類似於“Y染色體亞當標記”(729個DNA字符),它有789個字符,就位於2號染色體的2q13至2q14.1(2號染色體的長臂13區到14.1區)的位置上。我們可以稱它為“人類DNA的第一個標記”(簡稱“第一標記”)。

 

如果在全世界人的常染色體上,所有人都有同樣的“第一個標記”,沒有發現“沒有這個標記”的男人和女人,那麽,無論這些“非共祖人”是否存在過,他們和現代的全世界人都毫無血緣關係。因為在我們的血液中,沒有任何他們的成分。例如:爪哇人、北京猿人、尼安德特人等等,他們雖然存在過,但是,他們不是現代人的祖先,他們隻是一些和我們毫無關係的類人猿 。

 

2.人類2號染色體是古猿兩條染色體融合而成的嗎?

 

當人類的DNA被認識以後,不少人總希望從DNA上去證實進化論的正確。凡是有一點支持進化論的見解,即便不是真實的,也會被重視,被發表。但如果是相反的研究結果,必然會被封殺,因為生物學界是進化論統治的世界。

 

人類2號染色體“是人和黑猩猩共有的猿類祖先的12號(或稱2A)和13號(或稱2B)染色體的融合”,似乎已經成為膾炙人口的事實,不少研究報告和書本上都加以引用。質疑這個結論的研究結果,幾乎看不到。著名的分子醫學專家考林斯先生有一本書:“上帝的語言”,特別推崇這個不真實的結論,其書影響很大,我們必須予以重視。從下麵的剖析可以看到,這完全是一個沒有根據的想象。

 

3.一段倍受重視的“789個堿基字符的序列”:

 

這個“融合想象”的“融合區”是一段789個堿基字符的序列。“上帝的語言”一書引用了2005年的2號染色體的報告,說人類2號染色體“必定發生了融合”(where this proposed chromosomal fusion must have happened.),並且說:“這正是我們從猿進化到人時,在此處留下的DNA印記(DNA imprint)”(The fusion that occurred as we evolved from the apes has left its DNA imprint)(英文版 P138)。

 

2號染色體的研究報告說:“在染色體方麵,過去曾經描述過,在2q13–2q14.1位置上,有圍繞著祖先染色體融合的區域。” On chromosome 2, the local region surrounding the ancestral chromosomal Fusion  site on 2q13–2q14.1 had previously been described  [注釋2]。

 

而這個“過去曾經描述過”的報告,是2002年發表的“祖先染色體融合部位2q13–2q14.1的結構和演化”(“Genomic Structure and Evolution of the Ancestral hromosome Fusion Site in 2q13–2q14.1 and Paralogous Regions on Other Human Chromosomes”)研究報告[注釋3],在這個2002年的報告中又牽涉到另外兩個報告[注釋4、5]。

 

這4個報告相互引用,看來很複雜,其實十分簡單:就是2號染色體的2q13–2q14.1位置上的789個堿基字符的序列中,裏麵包含有幾個“TTAGGG”字符串的重複。他們說:“這可能表明是兩個染色體頭對頭的融合區”。因為“TTAGGG”字符串,是染色體兩端的“端粒”特有的、重複很多次的字符串。(見圖6-1)。

 

4.“789個堿基字符的序列”可以作為一個標記

 

這裏,我們先不討論這段DNA編碼是否就證明是兩個染色體的融合,隻是看一看這789個編碼是否能看為標記?這裏應該感謝美國國家生物技術信息中心(The National Center for Biotechnology Information --NCBI),它免費提供了人類基因組的完整信息。本節有關的DNA編碼序列,都是作者在該中心的網站上直接取得的。

 

第一標記圖

 

圖6-1 常染色體上的標記(人類DNA的“第一個標記”)

 

作為DNA標記,必須有它的明確性、固定性和保持遺傳的特性。在前麵的“祖先染色體融合部位2q13–2q14.1的結構和演化”報告中[注釋3],對這三個方麵,都加以了肯定。

 

(1)首先,該報告指出了編碼所在的區域:RP11-395L14 (AL078621),包含的789個堿基對字符;

(2)同時,指出這個染色體的融合是人類特有的,並且是被固定了的;

(3)它產生在人類和黑猩猩分離之後,現代人向全世界傳播之前。

 

報告說:

“因為融合染色體是人類特有的,而且是固定的,融合必定發生在人類和黑猩猩已經分離之後,但是在現代人類傳播到世界各地之前。”

(“Because the fused chromosome is unique to humans and is fixed, the fusion must have occurred after the human–chimpanzee split, but before modern humans spread around the world” 。(原文))。

 

這裏麵包含的意思是:由於兩個染色體的融合,由24對染色體的猿,產生出了23對染色體的人,使他們與黑猩猩的祖先分離,一直延續到全部的現代人。而這789個DNA碼,就是這一過程的證據,它一直保存到現在。

 

顯然,這789個DNA字符的編碼可以作為一個標記(“上帝的語言”書中,說“DNA imprint”)。我們可以將常染色體上的這個標記,稱作“常染色體標記”或人類DNA上的“第一標記”。因為它是認識人類源頭的最重要標記,所以命名它為“第一標記”。

 

5. “第一標記”既可以通過父係繼承,也可以通過母係繼承

 

這個“第一標記”位於人類的2號常染色體上。常染色體和Y染色體、線粒體不同之處,在於人的一對(兩條)2號常染色體,一條來自父親,一條來自母親。因此,2號常染色體的這個“第一標記”,既是父係的標記,也是母係的標記。既可以通過父係繼承,也可以通過母係繼承。如果隻有一方有這個標記,另一方沒有這個標記,將在不斷的生育繁衍過程中,逐漸形成一些在2號染色體上,沒有“第一標記”、或者僅僅一條染色體上有“第一標記”的群體。

 

要說明這個問題,就牽涉到了人類的生育繁衍過程,讓我們複習一些高中生物學上的有關內容。

 

三.減數分裂和“第一標記”的承傳

 

1.減數分裂和胚胎的形成

 

講到常染色體和常染色體的遺傳,就一定要涉及減數分裂和胚胎的形成。這裏,僅僅介紹父係精子產生的減數分裂過程,並由此說明“第一標記”的承傳。這些隻是現在高中學生生物課程的內容。

 

當男人性成熟後,睾丸裏的一部分精原細胞就開始進行減數分裂,經過減數分裂以後,精原細胞就形成了成熟的生殖細胞——精子,其具體過程如下。

 

精原細胞中有22對常染色體,一對性染色體。每一對(兩條)常染色體,一條來自父親,一條來自母親。

 

圖6-2 :2號常染色體上“第一標記”的承傳

 

來自父方和來自母方相同編號的兩條染色體,叫做同源染色體。在減數分裂中的第一時期,兩條染色體分別自我複製。複製後,由於每條染色體都含有兩條姐妹染色單體,因此共含有四條染色單體,叫做四分體(4個DNA分子)。

 

然後,進入四分體聯會的過程。四分體中的非姐妹染色單體之間(來自父親和母親的常染色體之間)發生了DNA的片斷交換,從而導致了父母基因的互換,產生了基因重組。每條染色體上的基因所包含的DNA編碼數量,僅僅占該條染色體DNA編碼總量的3%以下,因此基因重組並不會引起染色體結構大的改變。

 

然後發生第一次減數分裂,實現同源染色體的分離,形成兩個次級精母細胞。進而發生第二次減數分裂,每個次級精母細胞的兩條相聯姊妹染色體著絲點分裂,形成4個單體,最終發育成4個精子。卵子的減數分裂情況與精子類似。

 

在圖6-2 左側中,男人和女人的2號常染色體的長臂2q13-2q14.1上,都有“第一標記” 。經過減數分裂後,產生的4個精子上,同樣保持了這個標記。由他們受孕產生的胚胎細胞中,來自父係的2號染色體,就存在著這個標記。如果卵子也是同樣的情況,那麽,胚胎細胞中,來自母係的2號染色體,也同樣存在著這個標記。這個胚胎細胞發育出來的男人或女人,就是現在全世界普普通通的成員。

 

在圖6-2 右側中,女人的2號常染色體上,有“第一標記””。而男人2號常染色體上,沒有這個標記。經過減數分裂後,產生的4個精子上,有兩個保持了這個標記,另外兩個沒有“第一標記”。

 

由沒有“第一標記”的精子受孕產生的胚胎細胞,即使卵子的2號染色體是有標記的,胚胎細胞所含的兩條2號染色體,其2號染色體父係的那一條,就一定沒有這樣的標記。這個胚胎細胞發育成人後,他(或她)不再是一個普通的人。他(或她)的男性後裔和女性後裔,有50%的人和他(或她)一樣,有一條2號染色體沒有“第一標記”。 經過一代代的承傳,就會有一群沒有“第一標記”的群體。

 

圖6-2右側的圖,如果將男性換成有“第一標記”,女性換成沒有“第一標記”,其結論仍然是一樣的。

如果男性和女性的2號染色體上都沒有這個標記,他們相婚配,那他們子女的2號染色體上,就都沒有“第一標記”。

 

2. 線粒體DNA和“第一標記”的承傳關係

 

有人說:有些存在過的女性,因為她們中間的後裔沒有女性繼承人,所以,她們的線粒體沒有遺傳到現在,這個說法有它的合理性。但是,當有了“第一標記”之後,我們可以說,這些“存在過的女性”,一定不包含“非共祖人”的女性(即沒有“第一標記”的女性)。

 

假如和線粒體夏娃同時生活在一起的女人中,有一個是“非共祖”的女人,她的身上沒有“第一標記”。由於常染色體DNA的遺傳,雖然她的線粒體DNA沒有遺傳下來,她的常染色體卻遺傳下來了。

 

總之,隻要過去存在沒有“第一標記”的女子,如果她們(或她們的後裔)又和線粒體夏娃的後裔有過交配,必然現在會存在沒有第一標記的人群。在世界上檢測的所有DNA樣本中,從來沒有發現什麽人身上的2號染色體不存在這個標記,因此,也就可以斷定,從來就不存在這些“非共祖”的女人。 

 

對於Y染色體亞當,也可以用同樣的道理推之。

 

由此看到,在人類延繁的曆史長河中,隻要極少數的“非共祖人”,或者“尼安德特人”等猿人的血統加入,無論他們是男是女,

都會發展出2號染色體上沒有“第一標記”的人群。然而,至今從來沒有發現過這樣的人群。對於現代人血統是否純正,答案已經十分清楚。

 

四.唯一的一對父母

 

麵對人類的DNA編碼,無論什麽人持什麽看法,編碼顯示的事實是無法改變的。從“第一標記”所看到的事實,就是全世界的現代人來自一對父母,而且是“唯一的一對父母”。這“唯一的一對父母”在他們產生之時,都有了這個標記。

 

如果拋棄“2號染色體是否由兩個染色體融合而來”的看法,承認2號常染色體上這789個編碼是一個標記,它標誌全世界的現代人來自唯一的一對父母,在這一點上,本書的觀點和“上帝的語言”一書的觀點是一致的。該書的作者考林斯先生不也說:“正是在此處的DNA上留下了印記”(left its DNA imprint)(“上帝的語言”中文版,第94頁,英文版 P138)嗎?他還說:“因此,通過DNA分析表明,我們人類確實都是出於一個家族。” (“上帝的語言”中文版,第86頁),這顯然也是與“唯一的一對父母”極為相似的表達。的確,僅僅有這個“第一標記”,就已經充分說明了全世界的人們,來自“唯一的一對父母”。何況,還有亞當標記和線粒體夏娃標記為佐證。

 

如果不承認這是個標記,由“染色體融合”使24對染色體變成23對染色體的結論就不存在,“人和黑猩猩共祖”的假定也沒有基礎,從進化論或驟變論上,就更加無法解釋人的來源了。

 

承認這個標記,就承認了“唯一的一對父母”,但是,並不意味著必須承認“染色體融合”的假定。23對染色體的人類產生,也許有著我們無法看到的方式。

 

五.1092個人的DNA報告,男人和女人

 

全世界人的2號常染色體上“第一標記”的789個DNA字符,是否都是相同的呢?這就涉及到人類的常染色體有多大的差別,最近有兩篇研究報告給出了依據。

 

2001年2月16日,“科學”期刊報道了科學家們完成了人類基因組測序工作,不過所用DNA樣本僅來自5個人[注釋6]。他們是兩男三女,一個非裔美國人、一個中國人、一個西班牙裔的墨西哥人、以及兩個高加索人(白種人)。其中,包含了主持基因組測序工作的首席科學家克雷格·文特爾(Dr. John Craig Venter)本人DNA的樣本。

 

2012年10月31日,“自然”期刊報道科學家們完成了更多人類DNA的測序,所用DNA樣本取自1092人,這個報告的名稱是“來自1092個人類基因組的遺傳變異綜合圖譜” [注釋7]。這是英、美、中等多國科研機構聯合發起的一個研究計劃,最終目標是獲得世界各地不同人群中2500人的基因組數據。本階段逾千名的基因提供者來自歐洲、美洲、亞洲、非洲的14個國家和地區,男性和女性的比例大致是各占一半。

 

2013年元月,又有一個報告“東南亞100個馬來人的基因組深度測序”,在美國人類遺傳學學會網站上發表 [注釋8]。

這兩個報告的結論都是:每個人常染色體的DNA突變(多態性SNP)平均數是3.6M(3.6百萬)個堿基碼,這大約占22條常染色體DNA總數的千分之1.2(每833個位點上,有一個點的差異)。由於人們的DNA突變,很多都是繼承祖先的突變,因此,不同的人包含了很多相同的突變。除去相同的DNA突變,人們之間常染色體DNA突變的差異要遠小於千分之一。

 

按照這兩個研究結果,我們可以評估“第一標記”的789個DNA字符,在不同人身上的差異不應該多於一個字符。自現代人的出現到現在,大約有20幾萬年了。上萬代的繁衍,每代人身上幾十代的細胞分裂拷貝,在全世界70億人身上的這789個DNA字符,居然能夠一字不差,這真令人驚歎!

 

因此,可以肯定地說,人類的“第一標記”,是全世界人來自“唯一一對父母”的鐵證。在這個結論的麵前,“群體進化和選擇”的進化論理論,已經沒有資格作為討論的對手,因為不可能僅僅進化出“一對父母”。至於是否由染色體融合“驟變”來產生這一對父母,在下麵的兩節中,還要仔細討論。

 

這兩個報告另一個值得關注的是,他們采集的DNA樣本是男、女大約各半,沒有發現男人和女人常染色體的DNA有什麽區別。女人和男人有相同的常染色體,僅僅少了一個Y染色體,多了一個X染色體,就和男人有那麽大差別,奧秘在哪裏呢?另外,為什麽在首個女人的2號染色體上,會有和男人相同的“第一標記”?這不能不讓我們有更多的思考和追尋。

 

從DNA解碼出發,開啟對我們自身的認識,僅僅是個開始。一百年多以前的達爾文,自以為掌握了人類的秘密,作出了關於人的來源和進化的種種結論,如果他能活到現在,一定也會發出巨大的感歎。

 

 

 

 
 

 

所有跟帖: 

爪哇人、北京猿人、尼安德特人等等,他們不是現代人的祖先,他們隻是一些和我們毫無關係的類人猿。 -藍山雀- 給 藍山雀 發送悄悄話 藍山雀 的博客首頁 (0 bytes) () 09/24/2015 postreply 11:37:50

這篇很好,可以置頂,但最後對進化論的攻擊有問題 -fourwaves- 給 fourwaves 發送悄悄話 (0 bytes) () 09/24/2015 postreply 12:07:26

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