你会购买一本超过98％用乱写文字写的书吗？

生物学在图书行业没有任何业务，但它仍然写了一本非常迷人的指南：DNA。

我们的基因手册包含组成和驱动我们身体的蛋白质的说明。但不到2％的DNA实际上是为它们编码的。

其余的 - 98.5％的DNA序列 - 是所谓的“垃圾DNA”，科学家长期以来认为它无用。

非蛋白质编码段在书籍草案中看起来像是胡言乱语 - 无用，可能被遗忘，写作。

但是新的研究表明，我们基因组中的“垃圾”部分可能会发挥重要作用。

没有意义的词

大自然有一种独特的写作方式。我们的遗传文字只使用四个字母：A，G，C和T.这些字母的长组合构成了我们的基因，它们为蛋白质的构建提供了信息。但是蛋白质制作过程并不像阅读烹饪食谱那么简单。在将蛋白质放在一起之前，DNA被转录成RNA的线，这些线被切碎并重新组装成更小的片段。

在切碎期间，非编码延伸 - 垃圾 - 被丢弃，这意味着他们甚至从未习惯于制造蛋白质。为什么大自然在其指南中带有如此多的看似不必要的材料，这是一个研究人员继续思考的问题。最合乎逻辑的解释是，这种“垃圾DNA”可能并非如此无用。

无用的功能

人类基因组计划完成后近十年，该项目让我们在本世纪初首次完整阅读了我们的遗传文字，一个由400多名科学家组成的团队发布了他们所谓的DNA元素百科全书，或简称为ENCODE 。国际合作探索了基因组中每个字母的功能。大规模事业的结果要求重新评估垃圾DNA。虽然只有不到2％的基因组产生蛋白质，但大约80％的基因组具有某种功能。

然而，ENCODE对功能的定义相当广泛。任何“生物化学活动”都是公平的游戏 - 即使在过程后期被砍掉，也会被转录成RNA，合格的序列就像功能一样。但许多“垃圾”部分确实具有重要作用，包括调节DNA如何转录并从那里转化为蛋白质。如果蛋白质编码序列是交响乐的音符，则一些非编码序列就像导体一样，影响杰作的节奏和重复。  

但并非每一个垃圾DNA都可能具有功能用途。在2008年发表在“细胞分子生物学”上的一项研究中，科学家清除了酵母基因组中的垃圾DNA。对于特定的基因，他们摆脱了内含子 - 在DNA转录后被切掉的切片。他们报道内含子去除对实验室条件下的细胞没有显着影响，支持他们没有任何功能的观点。

但今年在“ 自然”杂志上发表的研究报告则不然。当食物稀缺时，研究人员发现这些序列对酵母的存活至关重要。这些内含物的有用性可能取决于背景，这些研究认为 - 仍然与垃圾相差甚远。

有用的垃圾

过去十年的其他研究进展也表明“垃圾DNA”可能只是被误解的遗传物质。科学家现在已将各种非编码序列与各种生物过程甚至人类疾病联系起来。例如，研究人员认为这些序列是子宫发育的背后，也是我们可以反对的拇指。去年发表在Annals of Oncology上的一项研究表明，非编码DNA片段就像基因表达的音量旋钮，最终影响乳腺癌和前列腺癌的发展。今年在Nature Genetics上进行的一项研究发现，基因编码区之外的突变可能导致自闭症。

探索非编码序列的作用现在是一个深入研究的领域。越来越多的证据表明这些非编码序列可能有助于癌症失败治疗，专家现在将其视为癌症诊断的有希望的工具。

尽管现在有许多功能归因于垃圾DNA，但一些研究人员仍然认为大多数遗传密码都是无用的。休斯顿大学的进化生物学家Dan Graur认为，至少有75％的人没有任何功能。  

为了得出这个数字，Graur使用数学模型来确定DNA可能有多大用处。他考虑了有害突变的频率 - 双螺旋的有害变化或破坏 - 我们的基因组随着时间的推移以及生育率获得。因为这些突变可能是致命的，Graur在2017年的基因组生物学和进化论文中估计，不超过四分之一的遗传密码可以起作用 - 我们将以不可持续的速度累积致命的突变。

关于垃圾DNA的问题和争论仍然存在。如果Graur是正确的，那么它的很大一部分可能只是用于保护有用的东西免受突变的划痕页面。但对于一种垃圾材料来说，这并不是那么简陋，是吗？