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線粒體(mitochondrion)是細胞內的壹種結構(細胞器), 是細胞的「呼吸器官」,爲細胞活動提供能量。壹個細胞可含 有成千上萬個線粒體。二十世紀六○年代,科學家發現線粒體 有自己的 DNA,稱爲線粒體 DNA(mtDNA),呈雙鏈環狀。 壹個線粒體中可有壹個或幾個 DNA 分子。線粒體的 DNA 可自 我複製,但複製受細胞核的控制,因爲複製所需要的 DNA 聚合 酶是由核 DNA 編碼,在細胞質核糖體上合成的。另外,線粒體 DNA 有幾十個基因,能合成蛋白質,但合成的蛋白質種類很有 限。組成線粒體各部分的蛋白質,絕大多數都是由核 DNA 編碼 並在細胞質核糖體上合成後再運送到線粒體各自的功能位點上 的。因此,線粒體的遺傳系統仍然要依賴于細胞核的遺傳系統,是半自主性細胞器。
在高等動物中,線粒體 DNA 的突變率比細胞核 DNA 快;更重要的是,線粒體 DNA 是比較嚴格的母系遺傳。精子生成過 程中,絕大多數線粒體都被除去,只保留極少數的線粒體提供 精子運動的能量。而且,精子中的線粒體 DNA 不會進入受精 卵;即使個別進入,也會很快分解。雖然植物與真菌類細胞的 線粒體 DNA 存在著重組現象,但高等動物的受精卵中的線粒體 DNA 則主要來自母親,基因不會重組。因此高等動物的線粒體 DNA 的傳遞是相當忠實的。
由于母系遺傳的特性,使得研究者能夠借助線粒體 DNA, 追溯母系族譜。人類的線粒體 DNA 中累積了壹些高度變異控制 區域。對比不同群體或個體的這些控制區,可以測定母系族譜, 用于研究人類起源。
美國加州大學伯克萊分校在應用線粒體 DNA 探討人類起源 方面,作了開拓性的工作,揭開了分子人類學— 運用遺傳學方 法探索史前人類曆史的學科 — 的序幕。1980 年,該校學者布 朗(Wesley. M. Brown)對來自不同種族和地域的廿壹個人的線 粒體 DNA 進行了對比,第壹次提出,人類有共同的女祖先。按 照線粒體 DNA 每壹百萬年突變 1% 的速率,他推算這位女祖先 約生活在十八萬年前。[67] 1987 年,卡恩(Rebecca L. Cann)、 斯 東 那 肯(Mark Stoneking) 和 威 爾 遜(Allan C. Wilson), 從 五個地理區域的人群中,對比了壹百四十七人的線粒體 DNA。 他們得出類似的推論 :
首先,世界不同種族居民的線粒體 DNA 基本相同,差異很 少,平均差異率爲 0.32% 左右。線粒體 DNA 是母系遺傳,因此, 從邏輯上說,現代世界各種族居民的線粒體 DNA 可能都是從壹個共同的女性祖先那兒遺傳下來的。 其次,在現代各種族中,非洲人之間的線粒體 DNA 的差異最大,這表明非洲人線粒體 DNA 中所積累的突變最多。由此可 以推論,非洲人是最古老的種族;基本相同的線粒體 DNA,表 明人類都來自非洲的壹位女性。
最後,威爾遜小組認爲,線粒體 DNA 的突變速率爲每壹百 萬年突變 2% ~ 4%。據此推算,這位人類的女祖先應當生活在 二十萬年之前。後來,她的壹些後代離開非洲遷徒到世界各地, 最終發展爲現代世界各種族居民。威爾遜等人說:人們可以將 這位幸運的女性稱爲夏娃,她的世系壹直延續至今。[68]
近年的更多的關于線粒體 DNA 的研究,與最早的推論相近: 所有的人類共同擁有壹位生活在十五、六萬年前的非洲老祖母。 她生活的具體地域,尚無共識;最近的研究是指向非洲南部或 東部。 |
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發表於 2013-8-11 15:36:00
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