基因家族分析(0):概念明晰

說明:

在最近的學(xué)習(xí)中完成了對基因家族分析流程的熟悉,因此想借助簡書平臺記錄自己的學(xué)習(xí)過程。由于對基因組學(xué)只是剛剛?cè)腴T,還存在很多不熟悉的東西,因此若存在理解錯誤的地方,歡迎交流討論。

基因家族:

在這里,我就按照教科書標(biāo)準(zhǔn)體系去闡述這一專題,僅僅談?wù)勛约旱睦斫?。個人認(rèn)為對于這個概念的理解一定繞不開曾在大二的生物化學(xué)學(xué)到過的旁系同源直系同源基因的概念。這倆玩意兒說實(shí)話一開始理解起來挺吃力的,根源在于他們的修飾詞上。用通俗的話講,當(dāng)時的我認(rèn)為旁系的旁那不就是指不同物種間,直系自然是同一物種間。但接觸他們的定義時,卻發(fā)現(xiàn)恰恰相反。

在對下面這張圖以及各大論壇的大神的話思考很久后,我大概有了這種理解:“旁”可能得理解為在旁邊,意為物種內(nèi)由于各種因素的影響(在進(jìn)化過程中我覺得大部分情況下是為了適應(yīng)環(huán)境,詳見后文)下基因的騷操作給自己

圖一:旁系與直系同源

整出了一堆哥們兒來,就在漫長的DNA分子鏈上陪伴自己,執(zhí)行任務(wù),大家都是相親相愛的一家族人。不知大伙看過《權(quán)力的游戲》沒有,比如上面這個血紅蛋白家族就像是史塔克家族。大家都秉承著史塔克家族的榮耀,守護(hù)北境,但是有些人成為了守夜人,有人成為了三眼烏鴉的繼承人,大伙都是一個媽生的,最后走向不同,這也就體現(xiàn)了旁系同源的特點(diǎn)。直系同源大體可以把它理解為在新物種形成時繼續(xù)保留了原有功能的基因,這可能是為了偷懶,就像是你使用數(shù)學(xué)公式一樣,一般很少有人在使用高斯定理前先寫上它的證明過程吧?直接拿過來用,至于怎么變式以適應(yīng)解題需要是得考慮的,但還是那個模樣,所謂萬變不離其宗。

在了解了上面?zhèn)z概念后,基因家族也就呼之欲出了。我認(rèn)為對于這個詞值得關(guān)注的有這么幾點(diǎn):

1.序列的相似性。這應(yīng)該是一切對于這個家族生信分析的基礎(chǔ),是分析成立的根本。沒有這個論點(diǎn)一切關(guān)于基因家族建立的數(shù)學(xué)模型都是空中樓閣,所以這是最重要的。

2.功能相似性、相異化或無功能化。同一基因家族的基因按照常理來講應(yīng)當(dāng)具備相似功能,畢竟一級結(jié)構(gòu)影響二、三級結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)又與功能密切相關(guān)。個人認(rèn)為這種功能的重復(fù)性對于生物體是挺有好處的,一方面當(dāng)某個成員的基因發(fā)生突變無法表達(dá)了,還有其它成員幫它填坑,另一方面是適應(yīng)生物體形體增大以實(shí)現(xiàn)不同組織的特異性表達(dá),不同組織可能需要基因去發(fā)展一些額外技能,你總不能讓一個基因抗這么多擔(dān)子呀,不是誰都有一個uncle ben的,所以發(fā)展了一個家族的成員。當(dāng)然,由于突變的累積(如非同義突變等),有些基因可能就不干了,開始摸魚了,五險(xiǎn)一金保證不了那怎么行?

3.數(shù)量變化可多可少。基因家族的成員并非隨著進(jìn)化而增多,有可能在進(jìn)化過程中會減少。有時候并不是人多才好,適合的才重要。


| 基因家族分析系列(持續(xù)更新)

0.?基因家族分析(0):概念明晰

1.?基因家族分析(1):數(shù)據(jù)下載與處理

2.?基因家族分析(2):基因家族鑒定與蛋白質(zhì)性質(zhì)簡單分析

3.?基因家族分析(3):序列比對與進(jìn)化樹構(gòu)建

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