基因中隐藏的人类历史

基因中隐藏的人类历史姓名：xx学号：12345678专业：指导老师：王君晖2目录引言................................................3一．研究起源和进化的遗传学手段......................31.研究线粒体DNA.................................32.Y染色体非交换区..............................................33.连锁不平衡......................................................34.微卫星DNA分子标记..........................................3二、基因科学研究人类进化取得的成果.................41．人类基因组计划...............................42．人类基因中核苷酸的突变率研究..................43.男人可能会消失................................44.曹操家族DNA序列公布...........................4三、基因科学对研究历史的作用........................4四．结语............................................5五．参考文献........................................63引言：2013年11月11日，以复旦大学历史系教授、中国魏晋南北朝史学会副会长韩昇和复旦大学现代人类学教育部重点实验室李辉教授领衔的复旦大学历史学和人类学联合课题组宣布，通过历时3年的现代基因反推和古DNA检测双重验证已确定曹操家族DNA，从而确认“曹操是汉代丞相曹参后人”这一说法有误，也否定了曹操从夏侯氏抱养而来以及操姓源自曹操后代避祸改姓等民间传说。围绕曹操及其家族的身世、遗传之谜将随之逐步破解。1我们的基因中，刻录着我们祖先的印记，也反映着我们人类进化的脉络。那么基因科学对于研究人类进化的历史到底是怎样的呢？一．研究起源和进化的遗传学手段1.研究线粒体DNA由于，受精卵是来自父亲的精子和母亲的卵子结合而成的。而母亲卵子的细胞质中也有大量的遗传物质（DNA）主要存在于线粒体中，而在精子中则没有细胞质DNA，因此我们人体的某些性状是母系遗传，由母亲传给女儿，女儿传个孙女。通过研究我们的线粒体DNA，我们可以推测出很久历史长度的进化历程。2.Y染色体非交换区人体23对染色体中，Y染色体有很多独特的特性，Y染色体的绝大部分不与其他染色体发生同源重组的染色体，Y染色体只在父系中传递，既由父亲传递给儿子。这意味着，在遗传的过程中不会有其他染色体的成分插入Y染色体中。通俗地讲，如果不发生突变，儿子的染色体100%与父亲相同。3.连锁不平衡HLA不同基因座位的各等位基因在人群中以一定的频率出现。在某一群体中，不同座位上某两个等位基因同时遗传的频率明显高于预期的随机频率的现象，称连锁不平衡(linkagedisequilibrium)。由于HLA不同基因座位的某些等位基因经常连锁在一起遗传，而连锁的基因并非完全随机地组成单体型，有些基因总是较多地在一起出现，致使某些单体型在群体中呈现较高的频率，从而引起连锁不平衡。4.微卫星DNA分子标记微卫星标记的基本原理是根据微卫星序列两端互补序列设计引物，由于核心序列串联重复数目不同，则通过PCR反应扩增出不同长度的PCR产物，将扩增产物进行聚丙烯酰胺凝胶电泳，根据扩增分离片段的大小决定基因型，并计算等位基因频率。保守的侧翼序列使微卫星特异地定位于染色体某一区域，核心序列重复数的差异则形成微卫星的高度多态性。微卫星侧翼序列在相近的物种中具有一定的保守性。因此，某一物种的微卫星引物可以在其相近的物种中得以使用，这就使微卫星位点的检测丁作大幅度减少，从而加快对不同物种间比较基因图谱的制作速度。为此，常利用微卫星标记来检测个体基因型，统计群体中等位基因的1摘自《光明日报》11月11日第八版面4数目和频率，结合分子遗传学和数量分类学原理，计算各个品种的遗传变异程度、生存稳定性，从而初步评估品种的遗传多样性及品种间的亲缘关系与分化关系。1二、基因科学研究人类进化取得的成果目前，人类对基因科学的研究取得了非常多的应用。1．人类基因组计划人类基因组计划(humangenomeproject,HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的设想，在2015年，要把人体内约10万个基因的密码全部解开，同时绘制出人类基因的谱图。换句话说，就是要揭开组成人体4万个基因的30亿个碱基对的秘密。2.人类基因中核苷酸的突变率研究2中国科学家已成功直接测量出人类基因中核苷酸的突变率。这项研究由英国韦尔科姆基金会桑格研究所、中国人民解放军总医院、深圳华大基因研究院等机构合作完成。研究人员把目光投向了男性特有的Y染色体，并在中国江西省找到一个大家族，其中两名男性在13代以前是同一个祖先。通过测量，研究人员推算，每代人每3000万个核苷酸中会产生1个突变，即每个人身上有约200个新产生的核苷酸突变。3.男人可能会消失3男性Y染色体是人类生命的内核,不仅决定着人类进化的质量,也决定着人类进化的方向和能否进化与繁衍,而染色体又特别容易受伤害英国科学家根据最新研究发现,人类男性正在逐步走向灭亡人类原始的Y染色体包含约1500个基因,但是,在漫长的约3亿年的进化过程中,Y染色体功能逐渐退化。现在人类Y染色体掌管的基因数已经减少到40个左右。研究人员预计,经过500万年,当Y染色体所掌管的遗传基因全部消失,那时人类也就不会再有男性了。造成Y染色体遗传基因递减的原因是基因突变。一个30岁男子的精子DNA复制次数比女性卵子多350次;而染色体每复制一次,发生基因突变的可能性就大一点。基因突变会使新一代染色体不能百分之百地遗传上一代Y染色体的功能,这样过一段时间后,原始Y染色体的功能就不复存在。4.曹操家族DNA序列公布411月11日，复旦大学历史学和人类学联合课题组发布关于曹操家族DNA研究最新成果：他们通过现代基因反推和古DNA检测双重验证，100%确定曹操家族DNA的Y染色体SNP突变类型为O2*—M268，其相关论文已于今年上半年在国际著名学术杂志《人类遗传学报》上发表，并得到国际认可。1张娜娜，王清义等．微卫星DNA标记遗传多样性在家畜遗传育种上的应用的研究进展[J]．中国畜牧兽医，2009，36（12）：79~802摘自科技日报/2009年/10月/13日/第006版3摘自庾晋著《揭示生命进化奥秘的基因科学》4摘自人民日报2009年11月12日5三、基因科学对研究历史的作用遗传学是一门自然科学，它同人文科学研究有一定差别，因为自然科学的研究方法是假设驱动。一开始，研究者根据相关背景资料作出一个假设，然后相应地设计出一个实验，通过实验产生出数据，对这些数据做出分析以后来回答和检验原先的假设。这是自然科学的思维方式。遗传学实验作为一个工具，在研究过程中所作的假设，是从人文科学特别是历史学那里找来的根据，但一旦假设提出，后面的研究过程实际上不受其他学科的影响，而是遵循遗传学研究自身的路径和规律。得出结果之后，又必须回到原来的相关学科框架下去检验。所以，遗传学仅仅只是一个工具。这样一个工具对于历史研究有很大的作用。研究人类历史，最主要的窗口当然是史籍。史籍记载的是曾经发生过的事件。同历史学相关的还有考古学。考古学研究什么呢？考古现场会有一个墓或一个遗址，是人类活动留下的痕迹。这些痕迹是发生过的事件及其时间、地点、人物所留下的实物证据。通过史籍记载下来的历史事件是我们所看不到的，而考古则让我们回到过去，看到一些过去发生过的事情。现在，我们再增加一个考察坐标，那就是基因。实际上，基因虽然不能告诉我们历史事件中的时间、地点和人物，但它可以告诉我们人群间或者人物间的关系。比如，任何两个人之间的生物学关系究竟如何，借助遗传学分析就可以做一个推测；又比如，现在的汉族和藏族两群人之间的关系如何，也可以通过遗传学做分析和推测。所以，基因研究可以把人们关联在一起。如果说史籍上记载的是一个一个点，考古也是研究一个一个的点，通过史籍记载，我们可以把这一个一个点连在一起，那么，基因研究对于历史研究的贡献，也在于它能把人给关联起来。这使我们看到了历史学、考古学和基因研究相互融合、相互交叉的可能。所以，当历史学和遗传学交汇的时候，遗传学增加了时间上的深度。当然，遗传学和历史学最大的差别在于，遗传学是真实的。你可以到处说你是某位历史名人的后代。而遗传学只要获得了关于那位名人的DNA准确信息，就可以准确无误地告诉你：你究竟是不是他的后代。比如在11月11号复旦大学发布的曹操家族的基因遗传序列后，随即相关机构就开展了”检测是否为曹操后人”的服务，只要抽取相关血样，就能够了解到自己的祖先中是否有曹操家族的人员了。可见基因在研究历史问题，确定人与人之间的关系中有着举足轻重的作用，对历史学和考古学的发展有极大意义。四．结语本文通过前几日复旦大学课题组公布的重大基因研究项目为引子，简单论述了基因科学对研究人类进化的重要作用。本人在完成本篇小论文的过程中，通过在图书馆和网络上查询资料，更加深化了自己对基因科学研究人类历史的认识，对高中学习到的遗传知识有了更多的补充和扩展，感觉到收获许多。由于老师要求我们重点完成对基因科学研究概念的介绍，因此，本文有了较多的引用，根据讲义和书中的论述加上自己的理解而写成，由于时间仓促加上自己对遗传学方面知识不是十分精通，有不足之处恳请老师指正。6五．参考文献1.张娜娜，王清义等．微卫星DNA标记遗传多样性在家畜遗传育种上的应用的研究进展[J]．中国畜牧兽医，2009，36（12）：79~802.科技日报/2009年/10月/13日/第006版3.庾晋著《揭示生命进化奥秘的基因科学》4.人民日报2009年11月12日5.唐开宇《微卫星DNA分子标记及其应用》