基因重组解释,基因重组的机制

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-04-17 18:05:30

这是一个关于中间宿主的故事,也是一个关于“炼蛊”的故事。

基因*解释,基因*的机制(1)

编辑制图(素材来源:500PX)

作者 | 汤波 分子生物学博士

自新冠肺炎疫情爆发以来,关于新冠病毒是人工合成的阴谋论不断传出,吸引了不少眼球。上周,一则关于“俄联邦卫生部称新冠病毒系人工合成”的传言,又掀起一阵网络讨论。

俄联邦卫生部很快予以否认,推测有人由于“对俄语的无知”,将“*”一词理解为“人工合成”,然后炮制出“假新闻”。

基因*解释,基因*的机制(2)

仅隔一天,俄卫生部针对不实传言迅速辟谣 | 俄卫星社

谣言得以第一时间消灭,可喜可贺。但病毒*是什么?新冠病毒是如何*的?*意味着什么呢?

*是一种自然现象

病毒之所以难以对付,最大的难题是变异快。

病毒变异主要有两种方式,一种是基因突变,即病毒DNA或RNA在复制过程中产生错误,形成单碱基或多碱基突变。大多数突变并没有什么危害,甚至对病毒自身来说是致命的,不过,有极少数突变会导致病毒毒力或对环境的适应能力增强。

不同病毒的突变率也不同。一般RNA病毒的突变率要远高于DNA病毒,比如DNA病毒一个碱基每代平均突变率为1/100000000(亿分之一)~1/1000000(百万分之一),而RNA病毒的突变率为1/1000000(百万分之一)~1/10000(万分之一)。相对而言,人类细胞的平均突变率为2.5/100000000(一亿分之二点五)。

另一种变异来自不同病毒间的基因*,大多发生在同一种属不同亚种的病毒之间。

当不同亚种的病毒偶尔感染同一宿主,它们都需要利用宿主细胞的复制系统来复制自己。不同亚种的病毒虽然各有一些特殊基因片段,但又有很多基因片段非常相似,导致宿主细胞复制系统有时会将两者弄混,在复制不同病毒的相同基因片段时,连带把一种病毒的特殊基因片段*到了另一种病毒上,形成“杂交”病毒。

这种新病毒兼容了两种甚至多种病毒的特点,使其具有一些特殊能力。比如,原来只能感染某一种动物的病毒,基因*后变得可感染另一种动物,甚至是人类。这一次的新冠病毒,就被认为是蝙蝠冠状病毒与未知来源的冠状病毒的*,也可能由此获得感染人的能力。

基因*解释,基因*的机制(3)

引发本次疫情的新冠病毒,被认为是*形成,也可能由此获得感染人的能力 | 柳叶刀杂志

病毒间的基因*可以产生和基因突变一样的效果,如增强毒力和传染性、增加可感染的细胞类型,逃避宿主免疫系统攻击、增强抗病毒耐药性等等,甚至帮助病毒逆转基因突变所带来的不利影响。

病毒*现象非常普遍

基因*是病毒非常普遍的自然变异方式,几乎每种病毒在进化过程中都会经历不同程度的基因*。

比如令人闻之色变的艾滋病毒,迄今为止,艾滋病已造成全球3200多万人死亡,而引发艾滋病的HIV病毒(人类免疫缺陷病毒,一种逆转录病毒),进化主要依赖基因*,其基因*率甚至高于基因突变率。已有确切证据表明,人类HIV病毒是由原本只感染非灵长类动物的猿猴免疫缺陷病毒经过*和突变进化而来,最早的*可能发生在非洲绿猴和乌白眉猴的猿猴免疫缺陷病毒之间。

另一个例子是流感病毒。自流感病毒1918年首次被发现以来,每隔十年左右就会引起一次世界性大流行。2009年,在美国首先爆发的甲型流感(H1N1pdm09)在全球感染约6000多万人,死亡约18500人,截至今天,全球因甲流死亡的人数已达35万(151700~575400,取中位数)。

遗传分析显示,H1N1pdm09流感病毒是由一种流行于北美的猪流感病毒和一种流行于欧亚地区的猪流感病毒*而来,其中前者贡献了六个基因片段,后者贡献了两个,而且至少有四个基因片段是由来自人类、禽类和猪流感病毒经过多次基因*后形成的。

基因*解释,基因*的机制(4)

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