那个叫“杀生丸“的人写得那个得了好多个赞的答案不严谨且有错误。
首先申明,我没有任何怼他的意思,我只是提供一些不同的信息。
第一,他的原答案写得人有三亿个碱基对,错的,应该是三十亿个。这他已经改了。
第二,人细胞内DNA复制的错误率估测在10的-10次方数量级,而不是他写的10 ^-8。他给的数据估计是看的在试管里用DNA polymerase的实验,这实验得出的结果不是细胞内的错误率,细胞内有机制识别复制错误并修复,以至于错误率低很多,这对生物体很重要,这也是中外一流大学无论本科还是研究生的分子生物学等课程在讲到DNA复制时都会着重强调的要点。这点他以后可能会修改,或者不会修改,至少我写着答案的时候他还没改。
第三,他说“同卵孪生双胞胎的全部三十亿碱基对DNA序列是一样的, 100% 相同“,并在回复里po了个nature文章来支持他的结论。我要说,这nature文章只测到了一对同卵双胞胎的99.6%和99.5%的基因组序列,无法支持“100%相同“这个结论。
第四,是否存在同卵孪生双胞胎的全部三十亿碱基对DNA序列100%相同,我不清楚,但有实验证据表明存在同卵孪生双胞胎DNA序列不是100%相同:Finding the needle in the haystack: Differentiating “identical” twins in paternity testing and forensics by ultra-deep next generation sequencing。这里面发现了在胚胎发育早期这对同卵双胞胎基因组里就有SNP。他这句“同卵孪生双胞胎的全部三十亿碱基对DNA序列是一样的, 100% 相同“显然是说得太绝对了,不像从科学角度回答问题的说法。
更新一点:他的答案的第一点后面加了个括号,写了“这里将一亿分之一的差别忽略为0“,我理解的意思是两个有一亿分之一差别的基因组可以被称为”全部三十亿碱基对DNA序列是一样的, 100% 相同“。这就搞笑了,举个例子吧:细胞癌变的重要因素之一是DNA突变,一个细胞的癌变可能只需要三十亿个碱基对中寥寥数个、数十个突变,那么在“杀生丸“看来,这区别可以忽略为0,他会说“细胞癌变前后的全部三十亿碱基对DNA序列是一样的, 100% 相同“。我的天啊。。。
现在我来说一下我对这个题目的理解和回答。
我理解这题目问的是“是否存在两个不同的人拥有100%相同的基因组序列“。
这问题不太好回答,但如果定义了一个人的基因组序列指的是什么时期什么细胞的基因组序列的话,却也可以讨论一下。
细胞分裂DNA复制会出错,所以一个人的两个细胞的基因组序列可能不是100%相同。甚至现在的研究证据表明,你随便从一个人体内搞两个细胞出来,有很大可能这两个细胞的基因组DNA序列有那么几十、几百处的不同。我觉得要回答这个问题,就只能定义“一个人的基因组序列”为:在体细胞突变没有发生的时候,发育成这个人的最初的那一个或一些细胞的基因组序列。有些人运气极好,卵裂了的5次都没出错(此时共发生了31次细胞分裂DNA复制),也就是说这最初的2的五次方个细胞里面的基因组都一样;有些人运气差,第一次就错了,这时你只能把那个最初的受精卵的基因组当作这个人的基因组了。
定义了“一个人的基因组”后,就可以来回答问题了。想找100%基因组相同的人,概率最大的是从同卵双胞胎里找。同卵双胞胎源于同一个受精卵,也就是说最初拥有100%相同的基因组,之后受精卵细胞分裂,分裂到一定时候,一坨细胞突然分开成两坨了,并且这两坨还都最终发育成个体了,这就成了同卵双胞胎。那么比较同卵双胞胎的基因组是否完全相同,就要比较这“两坨”细胞的基因组是否完全相同,也就是要看从一个受精卵变成这么多细胞的过程中,有没有出现突变。
绝大部分情况下,这个“分成两坨”的时刻在整个胚胎拥有150个细胞之前,这时平均每个细胞是分裂了大概七、八次得来的。结合人类基因组3 X 10的9次方的碱基数,以及10的-10次方的错误率(大概就是平均下来复制整个基因组一次出错的不到一个碱基对),那么对于一个细胞来说,在这七八次分裂中,是有可能一次都不出错的,但要是要这150个细胞每个都没赶上错误,那这机率可真的小得可怜(我作为外行很不精确地算一下是大概10的-24次方这个数量级,欢迎真的确定怎么算的人指正)。但是,不要忘了,这个“分成两坨”的时刻在整个胚胎拥有150个细胞之前,啥意思呢?有的是150个是分开的,有的是100个时分开的,有的是32个时分开的,也有的是16个细胞时期分开的,更早的有没有?我不知道。。。在16个细胞时期,每个细胞只经历了四次细胞分裂,再加上总细胞数又只有16个,所以这16个都保有跟最初那个受精卵完全相同的基因组的概率不是小的可怜的(大概千分之五,还是欢迎指正),而在这种情况下分出的那两个同卵双胞胎,是拥有100%相同的基因组的。
这是从理论上来探讨,至于实验证据嘛,我不知道存不存在,也不知道有没有人在搞。。。因为想要搞到这证据不是那么容易:第一,你要搜罗一个人足够多不同种类的细胞,这样才能看出那些突变是体细胞突变,从而得到我上面定义的“一个人的基因组”;第二,你要保证测序能覆盖到全基因组;第三,你要足够幸运,正好赶上了拥有100%相同的基因组的同卵双胞胎在你选的人里面。。。
综上,不同的人是可能有100%相同的基因组的。
我本人不是这个领域的,我只是根据我受过的基本生物学训练以及一些研究论文写得这片回答,如果有不对指出,欢迎指正。