すべての遺伝子はどこから来たのか？

要約

この記事では、原始的な微生物から基本的な遺伝子を持つもの、複製と突然変異を通じて新しい遺伝子が生まれるまでの遺伝子の起源を探求します。また、突然変異が有用な機能を持つ新しいタンパク質を生み出し、種の進化をもたらす方法についても検討します。

基本的な遺伝子のセット

すべての生物は、彼らの体を構成する分子をコードする遺伝子を持っています。これらの遺伝子は、生き残りのための基本的な遺伝子を持つ原始的な微生物から始まり、数十億年にわたって進化してきました。これらの微生物が繁殖すると、彼らはその遺伝子を子孫に受け継ぎました。しかし、これらの微生物には、クモの糸やドーパミンなどの複雑な機能のための遺伝子はありませんでした。

新しい遺伝子の出現

時間が経つにつれて、DNAのコピー中に発生したミスから新しい遺伝子が出現しました。時には、細胞がDNAの同じストレッチを2回間違ってコピーすることがあり、遺伝子の余分なコピーが生じます。余分な遺伝子は最初はオリジナルと同じように機能するかもしれませんが、世代を重ねるごとに突然変異が起こり、新しい遺伝子がどのように機能するかが変化します。驚くことに、私たちの突然変異した遺伝子の多くは最近、数百万年以内に出現しました。

突然変異とタンパク質の進化

新しい遺伝子が進化すると、すぐに重要な機能を持つようになります。たとえば、私たちは、匂い分子を取り込むための鼻のタンパク質に数百の遺伝子を持っています。突然変異によって、異なる分子を取り込むようになり、私たちは兆兆の異なる匂いを感じることができるようになりました。時には、突然変異は新しい遺伝子のコピーに大きな影響を与え、それらが異なる器官、人生の異なる時期、または完全に異なる仕事をするようにすることがあります。

まだ新しい遺伝子が出現中

動物や植物のDNAには、タンパク質コード遺伝子がない大きなストレッチが含まれています。時には、突然変異によって、細胞がそれを読み始める場所に変化し、新しいタンパク質が作成されます。最初は、そのタンパク質は無用であって、有害である場合さえありますが、より多くの突然変異が形を変え、生存に役立つようになります。科学者たちは、これらの新しい遺伝子が動物の体の多くの部分で働いているのを発見し、種の進化をもたらしています。