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Genetica19980101Vol.102-103issue(1-6)

非対称DNA複製は進化:進化の格差理論を促進します

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PMID:9766961DOI:
文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

遺伝は忠実なDNA複製によって保証されますが、進化はDNA複製に伴うエラーに依存します。遺伝と進化の間に存在するこの矛盾は、個々の生物では解決することはできませんが、人口の観点からのみ、種の生存に必要な人口の野生型とバリアントの間に微妙なバランスが存在するという点でのみ解決することはできません。つまり、進化の問題を解決するために、DNA複製のメカニズムに鍵があるようです。DNAは、先頭および不連続な遅れた鎖を使用して半官能的に複製されます。「進化の格差理論」によれば、遺伝子型の多様性は拡大されているが、過去に発生した遺伝子型が保証されているため、先頭鎖と遅れた鎖の間に十分な忠実度の違いの存在が進化の点で有利です。理論的には、先頭鎖と遅れた鎖(「格差変異体」)の忠実度の違いを人為的に増加させることにより、母集団の絶滅を避けながら進化が加速されます。格差変異体を使用して、拘束された条件内で、多細胞生物を含む生物を改善できるはずです。DNAの構造と複製の方法を模倣する二本鎖アルゴリズムは、最適化の問題を解決することを約束しています。

遺伝は忠実なDNA複製によって保証されますが、進化はDNA複製に伴うエラーに依存します。遺伝と進化の間に存在するこの矛盾は、個々の生物では解決することはできませんが、人口の観点からのみ、種の生存に必要な人口の野生型とバリアントの間に微妙なバランスが存在するという点でのみ解決することはできません。つまり、進化の問題を解決するために、DNA複製のメカニズムに鍵があるようです。DNAは、先頭および不連続な遅れた鎖を使用して半官能的に複製されます。「進化の格差理論」によれば、遺伝子型の多様性は拡大されているが、過去に発生した遺伝子型が保証されているため、先頭鎖と遅れた鎖の間に十分な忠実度の違いの存在が進化の点で有利です。理論的には、先頭鎖と遅れた鎖(「格差変異体」)の忠実度の違いを人為的に増加させることにより、母集団の絶滅を避けながら進化が加速されます。格差変異体を使用して、拘束された条件内で、多細胞生物を含む生物を改善できるはずです。DNAの構造と複製の方法を模倣する二本鎖アルゴリズムは、最適化の問題を解決することを約束しています。

Heredity is guaranteed by faithful DNA replication whereas evolution depends upon errors accompanying DNA replication. This contradiction existing between heredity and evolution cannot be resolved in an individual organism, but only in terms of a population, in that a delicate balance exists between wild type and variants in a population which is necessary for the survival of the species. Namely, there seems to be a key in the mechanism of DNA replication to solve some problems of evolution. DNA is replicated semiconservatively using the leading and discontinuous lagging strands. According to our 'disparity theory of evolution', the existence of a sufficient fidelity difference between the leading and lagging strands is advantageous in terms of evolution, because the diversity of genotypes is enlarged but genotypes that have occurred in the past are guaranteed. In theory, by artificially increasing the fidelity difference between the leading and lagging strand ('disparity mutator'), evolution is accelerated while avoiding the extinction of the population. Using a disparity mutator, we should be able to improve living things, including multicellular organisms, within constrained conditions. A double-stranded algorithm, which mimics the structure and replication manner of DNA, is promising for solving optimization problems.

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