DNA 解码的钥匙:P公式(DNA骰子理论, 上)

来源: 蓝山雀 2015-09-24 11:36:45 [] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读: 次 (29066 bytes)
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DNA 解码的钥匙:P公式(DNA骰子理论)

 

 

20多年来,分子人类学从线粒体DNA原始序列分析中,论证出现代人共同的老老祖母线粒体夏娃;从Y染色体的ZFY基因的729个DNA编码,确定了现代人共同的老老祖父Y染色体亚当。同时,还依据突变遗传标记,描绘了人类父系和母系的迁徙历史。

 

在人类的DNA序列中,更多的是常染色体中包含的DNA序列。而且,男女的常染色体没有区别。那么,在人类的22条常染色体上有没有标记呢?经过我们的研究,发现在常染色体上有这样的标记。不但有,而且很多。你在本网的“附:基因银行的DNA编码资料”中,可以看到9组这样的DNA编码序列标记。其中有6组标记都是自人类产生以来,DNA编码完全没有改变过的“固有标记”;其它3组编码虽然有着极少的差异,但总体序列是一致的,仍然可以看作“固有标记”。它们充分证实了现代人都是科学亚当和科学夏娃的后裔。

 

为了从DNA标记序列,去衡量人类同源(这里的“源”是指最早的那位“现代人的祖先”,他是23对染色体的人,而非进化论所说的“类人猿”)可能性的大小,我们引入了概率理论,并创建了P公式(DNA骰子理论)。它能够成为一把用于DNA序列解码的钥匙。

 

一.常染色体上标记的重要意义

 

有人说:Y染色体亚当和线粒体夏娃,“他们只是幸运的男人和女人”,“当时肯定同时生活着许多女人和许多男人,只不过她们的线粒体基因和他们的Y染色体基因没有遗传到现在而已。但是她们或他们遗传下了其他的基因。”

 

这是分子人类学面临的一个重要问题:当时是否进化出了许多人,只有他们留下了后代呢?

 

 “他们留下了其它基因”的说法,是指如果一对夫妇只有女儿,没有儿子,那么,父亲的Y染色体的继承就消失了。如果没有女儿,母亲线粒体的继承就消失了。但是他们两人的常染色体都被儿子或女儿继承了,因此,常染色体上必然有来自父母的DNA证据。

 

对于这样的疑问,我们可以归结为两个问题:

 

1. “那些”和Y染色体亚当、线粒体夏娃同时生活的人,是否有同样的Y染色体亚当标记和线粒体DNA的夏娃标记?

如果他们“有同样的Y染色体亚当标记和线粒体DNA夏娃标记”,回答就很简单了:可以肯定当时有很多这样的人,那是他们的兄弟、姐妹或者他们的堂兄弟、姐妹。我们可以将他们称作“共祖人”。就像现在全世界的人,都有线粒体DNA夏娃标记,男人还都有Y染色体亚当标记,但是却都是来自二十多万年前“共同祖先”(“科学亚当”、“科学夏娃”)的后裔。

 

2. 如果和前面的答案相反:认为那些和Y染色体亚当、线粒体夏娃同时生活的人,他们有各自的Y染色体标记和线粒体DNA标记。为了讨论方便,我们将他们称作“不是与Y染色体亚当、线粒体夏娃有共同祖先的人”,简称“非共祖人”。只是由于他们可能在后代的遗传中,因为没有男性后代,或没有女性后代,他们的Y染色体标记和线粒体DNA标记没有遗传下来。

 

从人类生殖的“减数分裂”过程可以看到(见下面的内容),只要有“非共祖人”参与了人类的繁衍,在常染色体上必然留下他们的DNA序列标记(这就是“她们或他们遗传下了其他的基因”)。与此同时,会产生一部分现代人(掺杂了“非共祖人”的DNA序列的人群)的常染色体缺少“大多数人共有的标记”。

 

因此,在这里,唯一可以化解这个争论的是:必须找到在常染色体上的标记、并能证明全世界的人都有这个标记,没有任何特例。如果这一点得到证明,那么,就确定了现代人类的血统是纯净的,没有一点杂质。这就是常染色体上标记的重要意义。

 

二.人类DNA中的“第一个标记”

 

1. “第一个标记”是鉴定人类血缘关系的标记

 

常染色体上有这样的一个标记吗?答案是肯定的!类似于“Y染色体亚当标记”(729个DNA字符),它有789个字符,就位于2号染色体的2q13至2q14.1(2号染色体的长臂13区到14.1区)的位置上。我们可以称它为“人类DNA的第一个标记”(简称“第一标记”)。

 

如果在全世界人的常染色体上,所有人都有同样的“第一个标记”,没有发现“没有这个标记”的男人和女人,那么,无论这些“非共祖人”是否存在过,他们和现代的全世界人都毫无血缘关系。因为在我们的血液中,没有任何他们的成分。例如:爪哇人、北京猿人、尼安德特人等等,他们虽然存在过,但是,他们不是现代人的祖先,他们只是一些和我们毫无关系的类人猿 。

 

2.人类2号染色体是古猿两条染色体融合而成的吗?

 

当人类的DNA被认识以后,不少人总希望从DNA上去证实进化论的正确。凡是有一点支持进化论的见解,即便不是真实的,也会被重视,被发表。但如果是相反的研究结果,必然会被封杀,因为生物学界是进化论统治的世界。

 

人类2号染色体“是人和黑猩猩共有的猿类祖先的12号(或称2A)和13号(或称2B)染色体的融合”,似乎已经成为脍炙人口的事实,不少研究报告和书本上都加以引用。质疑这个结论的研究结果,几乎看不到。著名的分子医学专家考林斯先生有一本书:“上帝的语言”,特别推崇这个不真实的结论,其书影响很大,我们必须予以重视。从下面的剖析可以看到,这完全是一个没有根据的想象。

 

3.一段倍受重视的“789个碱基字符的序列”:

 

这个“融合想象”的“融合区”是一段789个碱基字符的序列。“上帝的语言”一书引用了2005年的2号染色体的报告,说人类2号染色体“必定发生了融合”(where this proposed chromosomal fusion must have happened.),并且说:“这正是我们从猿进化到人时,在此处留下的DNA印记(DNA imprint)”(The fusion that occurred as we evolved from the apes has left its DNA imprint)(英文版 P138)。

 

2号染色体的研究报告说:“在染色体方面,过去曾经描述过,在2q13–2q14.1位置上,有围绕着祖先染色体融合的区域。” On chromosome 2, the local region surrounding the ancestral chromosomal Fusion  site on 2q13–2q14.1 had previously been described  [注释2]。

 

而这个“过去曾经描述过”的报告,是2002年发表的“祖先染色体融合部位2q13–2q14.1的结构和演化”(“Genomic Structure and Evolution of the Ancestral hromosome Fusion Site in 2q13–2q14.1 and Paralogous Regions on Other Human Chromosomes”)研究报告[注释3],在这个2002年的报告中又牵涉到另外两个报告[注释4、5]。

 

这4个报告相互引用,看来很复杂,其实十分简单:就是2号染色体的2q13–2q14.1位置上的789个碱基字符的序列中,里面包含有几个“TTAGGG”字符串的重复。他们说:“这可能表明是两个染色体头对头的融合区”。因为“TTAGGG”字符串,是染色体两端的“端粒”特有的、重复很多次的字符串。(见图6-1)。

 

4.“789个碱基字符的序列”可以作为一个标记

 

这里,我们先不讨论这段DNA编码是否就证明是两个染色体的融合,只是看一看这789个编码是否能看为标记?这里应该感谢美国国家生物技术信息中心(The National Center for Biotechnology Information --NCBI),它免费提供了人类基因组的完整信息。本节有关的DNA编码序列,都是作者在该中心的网站上直接取得的。

 

第一标记图

 

图6-1 常染色体上的标记(人类DNA的“第一个标记”)

 

作为DNA标记,必须有它的明确性、固定性和保持遗传的特性。在前面的“祖先染色体融合部位2q13–2q14.1的结构和演化”报告中[注释3],对这三个方面,都加以了肯定。

 

(1)首先,该报告指出了编码所在的区域:RP11-395L14 (AL078621),包含的789个碱基对字符;

(2)同时,指出这个染色体的融合是人类特有的,并且是被固定了的;

(3)它产生在人类和黑猩猩分离之后,现代人向全世界传播之前。

 

报告说:

“因为融合染色体是人类特有的,而且是固定的,融合必定发生在人类和黑猩猩已经分离之后,但是在现代人类传播到世界各地之前。”

(“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))。

 

这里面包含的意思是:由于两个染色体的融合,由24对染色体的猿,产生出了23对染色体的人,使他们与黑猩猩的祖先分离,一直延续到全部的现代人。而这789个DNA码,就是这一过程的证据,它一直保存到现在。

 

显然,这789个DNA字符的编码可以作为一个标记(“上帝的语言”书中,说“DNA imprint”)。我们可以将常染色体上的这个标记,称作“常染色体标记”或人类DNA上的“第一标记”。因为它是认识人类源头的最重要标记,所以命名它为“第一标记”。

 

5. “第一标记”既可以通过父系继承,也可以通过母系继承

 

这个“第一标记”位于人类的2号常染色体上。常染色体和Y染色体、线粒体不同之处,在于人的一对(两条)2号常染色体,一条来自父亲,一条来自母亲。因此,2号常染色体的这个“第一标记”,既是父系的标记,也是母系的标记。既可以通过父系继承,也可以通过母系继承。如果只有一方有这个标记,另一方没有这个标记,将在不断的生育繁衍过程中,逐渐形成一些在2号染色体上,没有“第一标记”、或者仅仅一条染色体上有“第一标记”的群体。

 

要说明这个问题,就牵涉到了人类的生育繁衍过程,让我们复习一些高中生物学上的有关内容。

 

三.减数分裂和“第一标记”的承传

 

1.减数分裂和胚胎的形成

 

讲到常染色体和常染色体的遗传,就一定要涉及减数分裂和胚胎的形成。这里,仅仅介绍父系精子产生的减数分裂过程,并由此说明“第一标记”的承传。这些只是现在高中学生生物课程的内容。

 

当男人性成熟后,睾丸里的一部分精原细胞就开始进行减数分裂,经过减数分裂以后,精原细胞就形成了成熟的生殖细胞——精子,其具体过程如下。

 

精原细胞中有22对常染色体,一对性染色体。每一对(两条)常染色体,一条来自父亲,一条来自母亲。

 

图6-2 :2号常染色体上“第一标记”的承传

 

来自父方和来自母方相同编号的两条染色体,叫做同源染色体。在减数分裂中的第一时期,两条染色体分别自我复制。复制后,由于每条染色体都含有两条姐妹染色单体,因此共含有四条染色单体,叫做四分体(4个DNA分子)。

 

然后,进入四分体联会的过程。四分体中的非姐妹染色单体之间(来自父亲和母亲的常染色体之间)发生了DNA的片断交换,从而导致了父母基因的互换,产生了基因重组。每条染色体上的基因所包含的DNA编码数量,仅仅占该条染色体DNA编码总量的3%以下,因此基因重组并不会引起染色体结构大的改变。

 

然后发生第一次减数分裂,实现同源染色体的分离,形成两个次级精母细胞。进而发生第二次减数分裂,每个次级精母细胞的两条相联姊妹染色体着丝点分裂,形成4个单体,最终发育成4个精子。卵子的减数分裂情况与精子类似。

 

在图6-2 左侧中,男人和女人的2号常染色体的长臂2q13-2q14.1上,都有“第一标记” 。经过减数分裂后,产生的4个精子上,同样保持了这个标记。由他们受孕产生的胚胎细胞中,来自父系的2号染色体,就存在着这个标记。如果卵子也是同样的情况,那么,胚胎细胞中,来自母系的2号染色体,也同样存在着这个标记。这个胚胎细胞发育出来的男人或女人,就是现在全世界普普通通的成员。

 

在图6-2 右侧中,女人的2号常染色体上,有“第一标记””。而男人2号常染色体上,没有这个标记。经过减数分裂后,产生的4个精子上,有两个保持了这个标记,另外两个没有“第一标记”。

 

由没有“第一标记”的精子受孕产生的胚胎细胞,即使卵子的2号染色体是有标记的,胚胎细胞所含的两条2号染色体,其2号染色体父系的那一条,就一定没有这样的标记。这个胚胎细胞发育成人后,他(或她)不再是一个普通的人。他(或她)的男性后裔和女性后裔,有50%的人和他(或她)一样,有一条2号染色体没有“第一标记”。 经过一代代的承传,就会有一群没有“第一标记”的群体。

 

图6-2右侧的图,如果将男性换成有“第一标记”,女性换成没有“第一标记”,其结论仍然是一样的。

如果男性和女性的2号染色体上都没有这个标记,他们相婚配,那他们子女的2号染色体上,就都没有“第一标记”。

 

2. 线粒体DNA和“第一标记”的承传关系

 

有人说:有些存在过的女性,因为她们中间的后裔没有女性继承人,所以,她们的线粒体没有遗传到现在,这个说法有它的合理性。但是,当有了“第一标记”之后,我们可以说,这些“存在过的女性”,一定不包含“非共祖人”的女性(即没有“第一标记”的女性)。

 

假如和线粒体夏娃同时生活在一起的女人中,有一个是“非共祖”的女人,她的身上没有“第一标记”。由于常染色体DNA的遗传,虽然她的线粒体DNA没有遗传下来,她的常染色体却遗传下来了。

 

总之,只要过去存在没有“第一标记”的女子,如果她们(或她们的后裔)又和线粒体夏娃的后裔有过交配,必然现在会存在没有第一标记的人群。在世界上检测的所有DNA样本中,从来没有发现什么人身上的2号染色体不存在这个标记,因此,也就可以断定,从来就不存在这些“非共祖”的女人。 

 

对于Y染色体亚当,也可以用同样的道理推之。

 

由此看到,在人类延繁的历史长河中,只要极少数的“非共祖人”,或者“尼安德特人”等猿人的血统加入,无论他们是男是女,

都会发展出2号染色体上没有“第一标记”的人群。然而,至今从来没有发现过这样的人群。对于现代人血统是否纯正,答案已经十分清楚。

 

四.唯一的一对父母

 

面对人类的DNA编码,无论什么人持什么看法,编码显示的事实是无法改变的。从“第一标记”所看到的事实,就是全世界的现代人来自一对父母,而且是“唯一的一对父母”。这“唯一的一对父母”在他们产生之时,都有了这个标记。

 

如果抛弃“2号染色体是否由两个染色体融合而来”的看法,承认2号常染色体上这789个编码是一个标记,它标志全世界的现代人来自唯一的一对父母,在这一点上,本书的观点和“上帝的语言”一书的观点是一致的。该书的作者考林斯先生不也说:“正是在此处的DNA上留下了印记”(left its DNA imprint)(“上帝的语言”中文版,第94页,英文版 P138)吗?他还说:“因此,通过DNA分析表明,我们人类确实都是出于一个家族。” (“上帝的语言”中文版,第86页),这显然也是与“唯一的一对父母”极为相似的表达。的确,仅仅有这个“第一标记”,就已经充分说明了全世界的人们,来自“唯一的一对父母”。何况,还有亚当标记和线粒体夏娃标记为佐证。

 

如果不承认这是个标记,由“染色体融合”使24对染色体变成23对染色体的结论就不存在,“人和黑猩猩共祖”的假定也没有基础,从进化论或骤变论上,就更加无法解释人的来源了。

 

承认这个标记,就承认了“唯一的一对父母”,但是,并不意味着必须承认“染色体融合”的假定。23对染色体的人类产生,也许有着我们无法看到的方式。

 

五.1092个人的DNA报告,男人和女人

 

全世界人的2号常染色体上“第一标记”的789个DNA字符,是否都是相同的呢?这就涉及到人类的常染色体有多大的差别,最近有两篇研究报告给出了依据。

 

2001年2月16日,“科学”期刊报道了科学家们完成了人类基因组测序工作,不过所用DNA样本仅来自5个人[注释6]。他们是两男三女,一个非裔美国人、一个中国人、一个西班牙裔的墨西哥人、以及两个高加索人(白种人)。其中,包含了主持基因组测序工作的首席科学家克雷格·文特尔(Dr. John Craig Venter)本人DNA的样本。

 

2012年10月31日,“自然”期刊报道科学家们完成了更多人类DNA的测序,所用DNA样本取自1092人,这个报告的名称是“来自1092个人类基因组的遗传变异综合图谱” [注释7]。这是英、美、中等多国科研机构联合发起的一个研究计划,最终目标是获得世界各地不同人群中2500人的基因组数据。本阶段逾千名的基因提供者来自欧洲、美洲、亚洲、非洲的14个国家和地区,男性和女性的比例大致是各占一半。

 

2013年元月,又有一个报告“东南亚100个马来人的基因组深度测序”,在美国人类遗传学学会网站上发表 [注释8]。

这两个报告的结论都是:每个人常染色体的DNA突变(多态性SNP)平均数是3.6M(3.6百万)个碱基码,这大约占22条常染色体DNA总数的千分之1.2(每833个位点上,有一个点的差异)。由于人们的DNA突变,很多都是继承祖先的突变,因此,不同的人包含了很多相同的突变。除去相同的DNA突变,人们之间常染色体DNA突变的差异要远小于千分之一。

 

按照这两个研究结果,我们可以评估“第一标记”的789个DNA字符,在不同人身上的差异不应该多于一个字符。自现代人的出现到现在,大约有20几万年了。上万代的繁衍,每代人身上几十代的细胞分裂拷贝,在全世界70亿人身上的这789个DNA字符,居然能够一字不差,这真令人惊叹!

 

因此,可以肯定地说,人类的“第一标记”,是全世界人来自“唯一一对父母”的铁证。在这个结论的面前,“群体进化和选择”的进化论理论,已经没有资格作为讨论的对手,因为不可能仅仅进化出“一对父母”。至于是否由染色体融合“骤变”来产生这一对父母,在下面的两节中,还要仔细讨论。

 

这两个报告另一个值得关注的是,他们采集的DNA样本是男、女大约各半,没有发现男人和女人常染色体的DNA有什么区别。女人和男人有相同的常染色体,仅仅少了一个Y染色体,多了一个X染色体,就和男人有那么大差别,奥秘在哪里呢?另外,为什么在首个女人的2号染色体上,会有和男人相同的“第一标记”?这不能不让我们有更多的思考和追寻。

 

从DNA解码出发,开启对我们自身的认识,仅仅是个开始。一百年多以前的达尔文,自以为掌握了人类的秘密,作出了关于人的来源和进化的种种结论,如果他能活到现在,一定也会发出巨大的感叹。

 

 

 

 
 

 

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爪哇人、北京猿人、尼安德特人等等,他们不是现代人的祖先,他们只是一些和我们毫无关系的类人猿。 -蓝山雀- 给 蓝山雀 发送悄悄话 蓝山雀 的博客首页 (0 bytes) () 09/24/2015 postreply 11:37:50

这篇很好,可以置顶,但最后对进化论的攻击有问题 -fourwaves- 给 fourwaves 发送悄悄话 (0 bytes) () 09/24/2015 postreply 12:07:26

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