染色體,隻可能是嚴格複製,不可能由隨機的方式產生。

本帖於 2015-09-24 14:15:23 時間, 由普通用戶 藍山雀 編輯

對於標記上前3個骰子(‘T’’T’‘G’),平均要向上拋4×4×4=43=64次,才會出現一次‘T’‘T’‘G’三個字符同時落地的情況。其概率是1/64。

 

第一標記是位於2號染色體的長臂2q13-2q14.1上,一段789個字符的序列,起點在108305,終點在109093。本節所要論證的是:當第一個人的2號染色體形成並具有這個標記以後,攜帶具有這個同樣標記的2號染色體的其他人,他們的2號染色體,隻可能是通過從那位起始人的2號染色體嚴格複製,才能得到,不可能由隨機的方式產生。

 

判斷隨機發生的可能性,是以發生的概率來表達的。說明概率的數學理論,最簡單的是骰子理論,因此我們將要用骰子理論來開始本節的討論。

 

最簡單骰子理論的例子是將一個硬幣向上拋去,當它落下後,正麵向上或背麵向上的概率是相等的:各為50%。另一個常用的例子是六麵體的骰子。一個骰子向上拋去,麵向上的點數有1到6點的6種情況,每種情況出現的概率都是1/6。

 

在這裏我們要討論的是一個特殊的骰子:4麵體的骰子。正4麵體對於大多數人來說可能是陌生的,它是由4個等邊三角形的平麵組成的,如圖6-4所示。當將它向上拋出後,落地時隻會有一個麵向下。如果我們將四個麵分別寫上DNA的4個字符“A、T、C、G”,那麽,每一個字符向下的概率都隻有4分之一(25%)。

 

在圖6-4的下方,我們用789個DNA四麵體的骰子(以下簡稱為骰子)代表第一標記的789個字符。圖上表達了標記的前6個字符和最後的三個字符,中間的780個字符省略了。

 

如果以隨機的方式,同時向上拋出這789個骰子,當它們自由落下時,能夠準確的形成第一標記的DNA字符序列的概率是怎樣的呢?也就是從理論上分析,平均要拋多少次,才會出現一次這樣的序列呢?這就是概率分析的問題了。

 

從標記上的第一個骰子(‘T’)來開始討論,第一個骰子平均隻要向上拋4次,就會出現一次‘T’麵向下落地的情況。例如,如果向上拋4百次,就會有1百次是‘T’落地。

 

對於標記上前兩個骰子(‘T’’T’),平均要向上拋4×4=42=16次,才會出現一次‘T’‘T’兩個字符同時落地的情況。其概率

是1/16。

 

對於標記上前3個骰子(‘T’’T’‘G’),平均要向上拋4×4×4=43=64次,才會出現一次‘T’‘T’‘G’三個字符同時落地的情況。其概率是1/64。

 

對於789個骰子,平均要向上拋4789 =1.06×10475次,才會出現一次和第一標記完全相同的序列字符同時落地的情況。其概率近似是

1×10-475

 

如果隨機的在2號染色體上產生的第一標記,不但要這樣產生完全相同的序列字符,起點還要處在2號染色體的長臂2q13-2q14.1上,而且還要準確的起點於第108305位點上。2號染色體有2億4千多萬的位點(243.2MB) ,如果從“等可能性”推論,其起點可以在這2億4千多萬點的任意點上。而隻有這一個點(第108305位點)符合要求,序列起點發生在這一點的概率是:2億4千多萬分之一(1/243,200,000)。

 

綜合上麵兩個的概率,準確產生另一個2號染色體的第一標記的隨機概率是: P=(1×10-475 )× (1/243,200,000)= 0.41×10-483

因此,隨機產生同樣的2號染色體,其可能性(概率)是0.41×10-483(其值為0.000……41,小數點‘.’和‘4’中間共包含483個‘0’)。

 

由此,就建立了一個估算相同DNA序列產生概率P公式:

 

           P=1/4n         式中:L —染色體長度;

 

這個公式,就是用於DNA 解碼判定的鑰匙。

 

 

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