DNA 解码的钥匙：P公式（DNA骰子理论， 下）

六．令人震撼的“第一标记”   常染色体上这个DNA“第一标记”，有着十分特别的意义，因为它是人类总体鉴定的标记。正如发现这个标记的研究报告指出的那样：它是一个被固定了的标记。它产生于现代人类的起源之时，又随着现代人走向全世界的传播过程，跟随着每一个人走向了世界，并一代代地遗传直到现在70亿人每一个人的身上[注释3]。   它不像Y染色体和线粒体那样，仅仅随男性或女性遗传，而是无论男女都继承和遗传。因此，它不会因为失去男性继承人或女性继承人而消失。   它也不像Y染色体和线粒体DNA那样，有分别的继承和突变，并能由此划分出不同的单倍群。“第一标记”是总体性的标记，它不能划分出单倍群。它的功能就是识别人类：由它追溯出人类唯一的一对祖先――“科学亚当”和“科学夏娃”；能识别历史上的或现存的个体与群体，是否是“科学亚当”和“科学夏娃”的后裔。识别出人类的血液中是否包含有“杂质”（与异类交配过），因为，只要有“杂质”，就会失去这个标记。它彻底地解决了一些过去无法证实的、关于人类遗传上是否有非现代人成分的加入等等争论，因此，它有着特殊重要的意义。   它――这个“第一标记”，的确是一个令人震撼的标记。   七．这是融合的标志吗？   让我们回头再来看一看，2号常染色体上的789个字符的标记，是否是融合的标记？也就是说它是否显示这是两个染色体头对头的融合。   考林斯先生在他的“上帝的语言”一书中有这样的描述：“最近，由于人类基因组全部序列的确定，有可能考察假设的染色体融合发生的精确位置。那一位置的序列——2号染色体的长臂——确实与众不同。不涉及技术细节，我只是说，该特殊序列出现在所有灵长类染色体的顶端。在人类中，这种序列通常不出现于其他地方，但恰好就位于进化所预计的地方，即已融合的2号染色体 的中间。可见当我们从猿进化而来时所发生的染色体融合，正是在此处的DNA上留下了印记。”（中文版第94页，英文版 P138）   按理说，这位著名的分子医学专家（他不是分子人类学家）的意见是不会错的。但是，深究起来，他的话就大可质疑了。让我们仔细地看一看这个“融合”，这并不牵涉深奥的科学知识。   书中所说：“该特殊序列出现在所有灵长类染色体的顶端”( let me just say that special sequences occur at the tips of all primate chromosomes.)，这个“特殊序列”就是简单的6个DNA字符“TTAGGG”。这个“染色体的顶端”，就是指染色体顶端的“端粒DNA序列”。   每个染色体的两端，都有一个“高帽子”，它保护着染色体自身结构的稳定、避免与其它染色体融合，这个“高帽子”是一段长长的DNA序列，叫作“端粒”。端粒的DNA主要结构是由6个DNA 字符串（“TTAGGG”）多次重复组成。在不同的染色体上，每个端粒中包含这个字符串的重复次数不同，大约为500到2000个重复。其总长度（重复的次数）会随细胞分裂次数的增加而减少，婴儿染色体的端粒字符串重复次数最多，年龄增大字符串的重复次数会减少。目前有研究认为，从婴儿开始，端粒的长度大约可以承受起50次的细胞分裂。而细胞平均每2.4年分裂一次，由此计算出人类可能达到的最高平均寿命，应该是120岁。   奇妙的是，不论是青壮年还是老年男人的精子染色体的端粒长度（字符串重复次数）却几乎都是相同的，完全没有因为年纪老迈而减少。老年人细胞核中染色体端粒已经较短了，在细胞经过精原细胞、精母细胞、减数分裂到产生精子的过程中，染色体端粒是何时又是怎样增长成年轻的状态，增加了成千上万个端粒DNA编码？这仍然是个神奇的奥秘！   那么，2号常染色体标记中的789个字符序列中，是否含有端粒字符串“TTAGGG”呢？有，但很少。在图6-3的图中，上面是一个染色体端粒的一部分，可以看出有非常规律的“TTAGGG”排列。这仅仅是端粒序列的一部分，就有250个重复。对比下面的789个字符序列，仅仅十来个“TTAGGG”重复散落在序列之中。如果是两个染色体头对头（端粒对端粒）的融合，即使由于丢失，也不至于从有两倍的“500到2000个重复”，只剩下这很少、且稀稀拉拉分布的十来个重复。   面对人类的DNA编码序列，人们可以进行比较分析。但是，在大多数的情况下，这种解释必须十分谨慎。例如，对于这个789个字符序列中，有一段编码：“ttagggttttaggg”。会有人将这段编码看成是两个串的重复，只是中间加了两个字符“‘TTAGGG’TT‘TTAGGG’”。如果所有人此处的序列都是这样的，就不会是突变加入的。如果不是突变加入，那么要问，谁能够有资格证实，这两个字符是在20几万年前，两个染色体融合时被加入的呢？真正合理的、也是最直接和简单的解释是：这根本不是两个‘TTAGGG’字符串的组合。按照这样的分析，在这个序列区域中，真正连接在一起的（像上面的端粒标准串那样），仅仅只有2个相 连的两串：“TTAGGG TTAGGG”。   2号常染色体有2亿多DNA字符组成，组成的字符仅仅是“A、T、C、G ”4个码。在整个序列中，存在两个这样的字符串的区域应该是不只一个的。用这样的序列去肯定是两个染色体的融合证据，实在令人难以置信。   另外，“高帽子”（端粒）的作用，本来就是防止染色体互相之间发生融合的，恰好发生在“高帽子”上的融合，怎么是可能的呢？在人类罗伯逊易位的染色体病例中，会发生两个染色体的融合，染色体的断裂处都是在着丝粒的位置或着丝粒附近的位置，端粒被丢失了，才容易发生融合。如果端粒没有丢失，是不会发生融合的，因此没有见到发生在端粒处的融合的病例（详见下一节中，有关罗伯逊易位病的内容）。   图 6-3号染色体的标记不是表达“融合”的标记   八. DNA 解码的钥匙：P公式（DNA骰子理论）   本网建立的这个“DNA骰子理论” 是“DNA四面体骰子一次抛掷理论”的简称。     图6-4 DNA四面体骰子一次抛掷理论附图      第一标记是位于2号染色体的长臂2q13-2q14.1上，一段789个字符的序列，起点在108305，终点在109093。本节所要论证的是：当第一个人的2号染色体形成并具有这个标记以后，携带具有这个同样标记的2号染色体的其他人，他们的2号染色体，只可能是通过从那位起始人的2号染色体严格复制，才能得到，不可能由随机的方式产生。   判断随机发生的可能性，是以发生的概率来表达的。说明概率的数学理论，最简单的是骰子理论，因此我们将要用骰子理论来开始本节的讨论。   最简单骰子理论的例子是将一个硬币向上抛去，当它落下后，正面向上或背面向上的概率是相等的：各为50%。另一个常用的例子是六面体的骰子。一个骰子向上抛去，面向上的点数有1到6点的6种情况，每种情况出现的概率都是1/6。   在这里我们要讨论的是一个特殊的骰子：4面体的骰子。正4面体对于大多数人来说可能是陌生的，它是由4个等边三角形的平面组成的，如图6-4所示。当将它向上抛出后，落地时只会有一个面向下。如果我们将四个面分别写上DNA的4个字符“A、T、C、G”，那么，每一个字符向下的概率都只有4分之一（25%）。   在图6-4的下方，我们用789个DNA四面体的骰子（以下简称为骰子）代表第一标记的789个字符。图上表达了标记的前6个字符和最后的三个字符，中间的780个字符省略了。   如果以随机的方式，同时向上抛出这789个骰子，当它们自由落下时，能够准确的形成第一标记的DNA字符序列的概率是怎样的呢？也就是从理论上分析，平均要抛多少次，才会出现一次这样的序列呢？这就是概率分析的问题了。   从标记上的第一个骰子（‘T’）来开始讨论，第一个骰子平均只要向上抛4次，就会出现一次‘T’面向下落地的情况。例如，如果向上抛4百次，就会有1百次是‘T’落地。   对于标记上前两个骰子（‘T’’T’），平均要向上抛4×4=42=16次，才会出现一次‘T’‘T’两个字符同时落地的情况。其概率 是1/16。   对于标记上前3个骰子（‘T’’T’‘G’），平均要向上抛4×4×4=43=64次，才会出现一次‘T’‘T’‘G’三个字符同时落地的情况。其概率是1/64。   对于789个骰子，平均要向上抛4789 =1.06×10475次，才会出现一次和第一标记完全相同的序列字符同时落地的情况。其概率近似是 1×10-475。   如果随机的在2号染色体上产生的第一标记，不但要这样产生完全相同的序列字符，起点还要处在2号染色体的长臂2q13-2q14.1上，而且还要准确的起点于第108305位点上。2号染色体有2亿4千多万的位点(243.2MB) ，如果从“等可能性”推论，其起点可以在这2亿4千多万点的任意点上。而只有这一个点（第108305位点）符合要求，序列起点发生在这一点的概率是：2亿4千多万分之一（1/243,200,000）。   综合上面两个的概率，准确产生另一个2号染色体的第一标记的随机概率是: P=(1×10-475 )× (1/243,200,000)= 0.41×10-483 因此，随机产生同样的2号染色体，其可能性(概率)是0.41×10-483（其值为0.000……41，小数点‘.’和‘4’中间共包含483个‘0’）。   由此，就建立了一个估算相同DNA序列产生概率P公式：              P=1/（L×4n）         式中：L —染色体长度；   这个公式，就是用于DNA 解码判定的钥匙。   在概率理论中，把概率接近于零的事件称为小概率事件（small probability event）。对于此例这样概率非常非常小的小概率事件，可以认为是不可能发生的事件。例如，有789个硬币，一次抛上去，当它们同时落下时，全部正面向上，这种可能性是非常小的。如果你希望只抛一次，就得到这样的结果，那就是不可能的。对于DNA四面体骰子，可能性还要远远小于硬币的情况，因为不是两面，而是4个面。   因为没有发现过人类有第二种不同的2号染色体，如果有随机产生的2号染色体，那么只有假定“一次抛掷”随机产生的2号染色体，就和首先产生的2号染色体一模一样。这种情况的发生，是根本不可能的。   结论是：基于小概率事件（small probability event）理论，和人类2号染色体的“第一标记”有明确的位置，有相当长的序列事实。当第一个这样的标记产生后，具有相同位置、相同789字符序列的其它个体的2号染色体，只可能是那个首先产生的2号染色体的复制品。不可能是在另一位个体身上，随机地产生了同样的2号染色体。   这就是由本网首先提出的“一次抛掷DNA四面体骰子理论”，简称“DNA骰子理论”。   此一理论可以延伸到人类的Y染色体（729个字符）上去。也应该可以延伸到黑猩猩、猩猩、红毛猩猩，甚至其它动物的染色体上去。如果它们也有类似人类的“第一标记”，那么，它们也应该出自他们自己的同一对父母。   这一理论是对“全世界人来自一对父母”的结论，又一个有力支持。      这里很自然会面对一个疑问：第一个女人为什么会有同样的“第一标记”？她的2号染色体是怎样来的？真的是科学夏娃出于科学亚当吗？回答这3个问题，就要问：现代人的男人和女人的2号染色体上有相同的第一标记吗？“一次抛掷DNA四面体骰子理论”能够被推翻吗？这两个问题有了答案，那3个问题就有了答案。   事实上，在常染色体上，有很多像“第一标记”这样的长序列的人类DNA“固有标记”( 附：基因银行的DNA编码资料)，在下面几节中还会详细介绍，这些DNA编码标记，能够充分证实：科学夏娃只可能出于科学亚当。这应该是DNA发现以来，最令人震撼的结论。   九．什么是人？   1.进化论关于“人”的定义   什么是人？对于这样一个简单的问题，已经讨论了一百多年。我们看看在进化论之下是如何定义人的：   “会使用和制造工具的动物”，很久都被进化论者们用做古人类与古猿分界的标志。动物行为学家珍妮•古德尔(Jane Goodall)，1960年高中毕业后，一个英国教授安排她到非洲观察黑猩猩。 她发现黑猩猩会折断草的枝叉，使它变成一根草棍，插进蚁窝。待许多蚂蚁爬上草棍，黑猩猩便将草棍抽出来舔食蚂蚁。她问，黑猩猩是人吗？至此，这个延用了一百多年的标准，"人是会使用和制造工具的动物”的定义被废弃了。   什么是人的问题，继续困扰着进化论的专家们。直到1968年，才由美国人类学家皮尔比姆（David Pilbeam）提出了两个标准去区别人类与古猿： (l)以习惯性地直立两足行走作为主要的行动方式； (2)牙齿基本上呈现代人的形态（The requirements are, first, evidence of habitual upright bipedalism as the chief method of locomotion. second, the presence of teeth which are essentially human in form.）。这个提议很快被人类学界普遍接受。 可以看到，仅仅从动作方式和骨头形态上去定义人，是十分浅薄的。但是，仅仅靠那些骨头化石建立起来的进化论人类学，也只能是这样了。   2. 基于DNA编码和解码定义下的人   而从DNA解码所看到的是：只有科学亚当和科学夏娃的后裔才是人。人的血液中，都佩戴有一个“DNA身份证”，在这个“DNA身份证”中，有三个标记：男女常染色体中的“第一标记”(789个字符)、男人Y染色体中的“亚当标记”（729个字符）和男女线粒体中的“夏娃标记”（16569个字符）。这三个标记，是仅存在于人类血液中的DNA标记，也是区分人类和非人类的依据。除非血液中有此标记，否则，无论是“习惯性地直立两足行走”还是“牙齿基本上呈现代人的形态”的动物，都只是猿类，和人毫无关系，都不能称为人。    人和其它动物的区别，除了人和黑猩猩等其它动物在体质上不同外，人还从父母那里遗传了特别的“非物质的遗传信息”，这些信息必然是承载于DNA编码之上，是人类情感、智慧的源泉。人类具有任何动物无法比拟的智慧，这些智慧虽然绝大多数来自于成长后的学习，但是学习和取得这些智慧的“能力”， 绝对是在胚胎的DNA编码中，就已经具备了。     注释： 1. Wilson AC, Cann RL.,The recent African genesis of humans.Sci Am. 1992 Apr;266(4):68-73. 2. LaDeana W. Hillier1, et. al, Generation and annotation of the DNA sequences of human chromosomes 2 and 4,Nature Apr. 7 2005 3. Yuxin Fan, et. al,Genomic Structure and Evolution of the Ancestral hromosome Fusion Site in 2q13–2q14.1 andParalogous Regions on Other Human Chromosomes,2002 by Cold Spring Harbor Laboratory Press ISSN 1088-9051/02 4. Christa Lese Martin, et. al, The Evolutionary Origin of Human Subtelomeric Homologies—or Where the Ends Begin, 2002 by The American Society of Human Genetics 5. ROBERT K. MOYZIS, et. al, A highly conserved repetitive DNA sequence, (TTAGGG), present at the telomeres of human chromosomes, Biochemistry Sep. 1988 6. Craig Venter, et. al, The Sequence of the Human Genome, SCIENCE VOL 291,Feb. 16 2001   7. The 1000 Genomes Consortium, An integrated map of genetic variation from 1,092 human genomes, Nature  Nov. 1 2012 8. Lai-Ping Wong, et. al, Deep Whole-Genome Sequencing of 100 Southeast Asian Malays, The American Journal of Human Genetics, Jan. 10, 2013

 

 

所有跟帖： 

• 能够产生人类基因第一标记的概率是 1×10-475。这是什么概念？宇宙里的原子数是多少？有兴趣大家可以查一查。 -蓝山雀- ♀ (0 bytes) () 09/24/2015 postreply 23:32:04

• 已知的可见的宇宙，460亿光年范围内，估计有10的82次方个原子。这数字和10的475次方比起来是什么感觉？ -蓝山雀- ♀ (2621 bytes) () 09/25/2015 postreply 01:15:21

• 460亿光年? Are you kidding? -Calypso- ♂ (114 bytes) () 09/25/2015 postreply 10:18:01

• 你没看里面的资料链接么？如果用宇宙作为参照系而不是用地球， -蓝山雀- ♀ (50 bytes) () 09/25/2015 postreply 11:28:01

• Can you give me 资料链接? -Calypso- ♂ (294 bytes) () 09/25/2015 postreply 11:33:00

• 就在上面。 -蓝山雀- ♀ (303 bytes) () 09/25/2015 postreply 11:38:52

• Too long, tell me .. -Calypso- ♂ (166 bytes) () 09/25/2015 postreply 11:43:19

• I know the age of the universe. -Calypso- ♂ (211 bytes) () 09/25/2015 postreply 11:45:51

• You look like a 修正主义? -Calypso- ♂ (0 bytes) () 09/25/2015 postreply 11:48:01

• Bible 里那个蛇有多少染色体，可以研究吗？ -Calypso- ♂ (0 bytes) () 09/25/2015 postreply 13:57:43