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基因密码
Genetic code基因虽然很小很小,但它是物质的。在电子显微镜下,可以看出它是螺旋双股结构 并由A、T、C、G四种密码,将近600亿排列组合而成。
基因调控生命的进程
External causes当受精卵逐渐分裂、增殖,到出生时婴儿已有2万亿个细胞。随着人体细胞的不断复 制、更新,到成人时,细胞数量处于动态平衡,约为60万亿个。
而这整个生命的进程都是在基因的调控下完成的,人体的长相、身高、体重、肤色 性格、健康等均与基因有关。
生命起源:生命起源于精子和卵子结合形成的受精卵,它将父亲和母亲的各一半基因组合到了一起,创造了一个新生命种子的核心。
基因虽然很小很小,但它是物质的。在电子显微镜下,可以看出它是螺旋双股结构 并由A、T、C、G四种密码,将近600亿排列组合而成。
当受精卵逐渐分裂、增殖,到出生时婴儿已有2万亿个细胞。随着人体细胞的不断复 制、更新,到成人时,细胞数量处于动态平衡,约为60万亿个。
而这整个生命的进程都是在基因的调控下完成的,人体的长相、身高、体重、肤色 性格、健康等均与基因有关。
基因虽然很稳定,能保持遗传的稳定性,但仍会发生一定数量的 基因突变。这种突变来自于自发突变和外部环境因素。
自发突变我们可以这样理解,每次细胞的分裂复制,都用DNA作 为模板,合成两条新的DNA链,过程像小学生抄书,一遍一遍 一遍又一遍的抄写,难免会出现抄写错误。
促发基因突变的外部因素主要是环境污染、病毒等等,如同抄书时 淘气鬼在旁捣蛋,抄写出错肯定大大增加。
大家知道,如果抄错的是文章的“关键字”, 那么文章表达的意思就会有“毛病”。 基因突变也是同样道理,肿瘤、心脑血管病、糖尿病等重大疾病都源于关键功能基因 位点的突变。
人类有3万多个基因,有30多亿对碱基对组成,事实上大部分疾病是由 多个基因共同作用引起的,并不只看单个基因。如何找到个体特异的基 因突变位点?
(1)与自身其他部位的基因作对比
2011年,剑桥大学桑格研究院经过30多次与自身其他部位细胞进行对比,找到肺癌相关基因突变位点。 2013年,美国华盛顿大学遗传学家Donald Conrad开发出了软件DeNovoGear。通过和自身其他细胞的对比来判断体细胞突变,体细胞突变鉴定中假阳性结果较多。
人体几万亿细胞的基因源于受精卵细胞的细胞分裂,但是,由于存在体细胞突变,细胞和细胞之间并不完全相同。全身所有细胞中的DNA都经历过同样的环境压力,都有体细胞突变,只是体细胞突变的位点各不相同。依靠与自身其他部位基因的对比来推测体细胞突变,存在很多的出错概率和对罕见基因突变的无能为力,阻碍临床应用或得出错误的医学判断。
(2)与自身原始的基因作对比
要发现小学生抄书过程中抄写错误,最简便、有效的办法是拿课本作比对。假设你有一份原始的正常基因,则将你测序得到的基因序列与原始序列相比对,分析看两者在哪个地方不对应,不对应的地方即为突变的地方。
目前对体细胞突变的基因检测,是依靠与自身其他细胞基因的对比来推测体细胞突变,存在很多的出错概率和对罕见基因突变的无能为力,阻碍了临床应用,或者得出错误的医学判断。与自己的原始基因进行比对,其可靠性和准确性是用“其他部位的基因”或者他人的基因作对比望尘莫及的。
(1)与重大疾病基因数据库对照
重大疾病基因数据库是指研究人员将患者的致病基因集中共享,逐渐建立庞大的数据库系统,以便以后的临床应用对照和研究参考。旨在揭示常见、多发病和危害严重的重大疾病基因组信息,如苯丙酮尿症检测、耳聋基因筛查等。
因为人与人千分之一的个体差异和基因突变的个体差异的存在,而且重大疾病基因数据库永远无法穷尽一种疾病的所有缺陷基因。
这种对照的结果只有两种情况:
第一种情况,找到了缺陷基因,那他(她)是幸运,可以享受基因治疗,但这部分人所占的比例不足一半。
第二种情况,没有找到患者特异性的缺陷基因,因此无法进行针对性的基因治疗。这也是目前基因治疗最大瓶颈问题之一。
(2)与家系基因图谱进行对照
2000年浙二医院姚克教授,利用家系基因图谱,对温州市永嘉县四位患者成功进行白内障的基因治疗。
2011年,美国贝勒大学医学院通过对一对双胞胎和他们的哥哥、父母的全基因组测序并进行对比分析,找到了引起这对患有多巴反应性肌张力障碍疾病的突变基因SPR,医生对他们的病症进行针对性的治疗,取得了良好的效果。
完整家系基因图谱至少需要三代以上(6人)的基因信息,而且这些人要有相对稳定的聚住地,不能有大的迁徙。
存在问题:要有完整的家系基因图谱在现在的社会中比较困难的。即使有,对家系进行检测对照,费用昂贵,不利于普及。
我们不可能采集绝对原始的受精卵基因样本,只有婴儿基因是受外界影
响最少、最接近受精卵的原始基因样本。
婴儿时期尚未受到外界环境的广泛影响,其基因结构原汁原味地保持着
先天遗传的版本,是原始的、纯的基因版本。这就好比,一片未曾开发
的森林,我们称之为原始森林。
但是,在后天的生活过程中,第一由于外界环境污染的影响,第二由于个人不良的生
活方式,第三可能受到突发病毒的攻击等等,而发生变化(基因突变),此时的基因
结构会有所不同。
尤其是,婴童时期,孩子的肝器功能发育不全,免疫功能不足成人的十分之一,更容
易遭受环境污染的侵袭。同时婴儿又是流行性感冒、支气管炎、肺炎的易发人群,抗
生素的使用较为广泛,而抗生素的毒副作用,尤其是滥用,对基因的影响更大。
因此,婴儿基因的原版性是很短暂的,我们应该及时保存婴儿基因,它是相伴孩子一
生的原始“图纸”和原始“备件”,是孩子一生所需要的独一无二的“健康备份”
是今后基因诊断和基因治疗的宝贵材料。