宋亞珍 南紅梅 劉 楓 潘新社 裴阿衛(wèi)

(西北植物學(xué)報(bào)編輯部,陜西楊凌 712100)

同源性、一致性和相似性的辨析

宋亞珍 南紅梅 劉 楓 潘新社 裴阿衛(wèi)

(西北植物學(xué)報(bào)編輯部,陜西楊凌 712100)

針對描述 cDNA、DNA、氨基酸和蛋白質(zhì)序列等親緣關(guān)系的 3個專用詞語——同源性、一致性和相似性在生物類論文中交錯使用的問題,對其具體含義和運(yùn)用進(jìn)行了分析,以明晰各詞語在論文中的準(zhǔn)確使用,提高編輯校對質(zhì)量。

同源性,一致性,相似性

隨著分子生物學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展,有關(guān)基因工程及其應(yīng)用的研究廣泛展開,同時各種新的科技詞語不斷出現(xiàn),但有些詞語在具體使用中常出現(xiàn)混淆。筆者在論文編輯校對過程中,常遇到在 cDNA、DNA、氨基酸、蛋白質(zhì)等水平上分析物種親緣關(guān)系的描述中,對同源性 (homology)、一致性 (identity)和相似性 (similarity)的交錯使用現(xiàn)象,在描述序列的相似程度時表達(dá)模糊。實(shí)際上 homology、identity和 s imilarity的具體含義以及它們所表達(dá)的親緣關(guān)系程度是有區(qū)別的[1-2]。因此,筆者依據(jù)文獻(xiàn)對這幾個詞語進(jìn)行辨析。

一 homology,identity和similarity的基本概念

homology：詞根為 homo,拉丁語,意為 man (人)[3]。homology意為同系、同源[4]。一般科技論文將其譯為同源性?！冬F(xiàn)代漢語規(guī)范詞典》對同源性的解釋為“泛指事物來源相同”[5]。

identity：與動詞 identify同根,identify解釋為證明、鑒定、認(rèn)為同一、視為同一等[3]。identity意為同一性[4],而《現(xiàn)代高級英漢雙解辭典》(英漢版)解釋為“絕對相同,完全相同”[3],一般科技論文將其譯為一致性。《現(xiàn)代漢語規(guī)范詞典》對“同一性”解釋為“指矛盾的統(tǒng)一性、一致性”[5]。

similarity：詞根為 similar,意為 like,即類似的、相似的[3]。similarity則解釋為相似、類似,一般科技論文將其譯為相似性?！冬F(xiàn)代漢語規(guī)范詞典》對相似性解釋為“相像、相近”[5]。

同源性、一致性、相似性分別來源于英文單詞homology、identity和 similarity,屬于科技詞語的舶來品,表達(dá)目的有相近之處,但實(shí)際含義又有不同。在編輯工作中,常常疏于深究它們的具體含義,這三個詞語在分子生物學(xué)論文中的交錯使用比較多見,因此有必要對這三個詞語的含義進(jìn)行具體分析：

(1)詞根及其詞根詞性不同

homology詞根為 homo,拉丁語意為 man(人),名詞。identity源自 identify,identify為動詞。similarity源自 similar,其為形容詞。

(2)表達(dá)詞義、程度不同

homology表示有血緣關(guān)系上的同一性,含有源自天然的、客觀無法改變的同一性,表示事物某種性質(zhì)的“是”或“不”,“有”或“無”,其英文解釋為quality of being homogeneous,formed of the same kind。

identity表示身份等的同一,嚴(yán)格的匹配,是對鑒定行為的客觀結(jié)論,表示事物某方面某種性質(zhì)在客觀評價指標(biāo)上的高度同一性,其英文解釋為 state of being identical,absolute sameness,exact likeness, who somebody is。

similarity是一般名詞,對事物外在表現(xiàn)同一性的大概描述,其英文解釋為 likeness,state of being similar。

二 同源性、一致性和相似性的區(qū)別

根據(jù)同源性、一致性、相似性概念的區(qū)別,在科技論文寫作及編輯校對中應(yīng)按照具體的表達(dá)目的選擇合適的名詞,確切地表述研究結(jié)果。

(1)同源性的使用示例及辨析

在生物學(xué)研究中,經(jīng)常會通過尋找基因同源序列來探討物種的進(jìn)化關(guān)系。所謂同源序列,是指從某一共同祖先經(jīng)趨異進(jìn)化而形成的不同序列[6],序列間有共同的祖先。同源性用以描述物種親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近,一般應(yīng)表述為“有”或“無”,“完全”或“部分”。對序列同源性進(jìn)行分析時,一般是將待研究序列加入到一組來自不同物種的多序列中,以確定該序列與其他序列的同源關(guān)系。常用的分析工具是CLUSTAL等。

例 1 細(xì)胞遺傳學(xué)中,染色體組成相同的染色體被稱為同源染色體;染色體組成有部分相似性,則稱為部分同源染色體[7-8]。

(2)一致性的使用示例及辨析

序列間相同的程度即為一致性。當(dāng)兩條序列同源時,它們的氨基酸或核苷酸序列通常有顯著的一致性。

核苷酸(氨基酸)序列一致性表示所選序列核苷酸(本序列編碼的氨基酸)殘基的一致程度。分析位點(diǎn)一致程度,它的數(shù)值代表比對序列中相同位點(diǎn)殘基完全一致的比例。

例 2 研究結(jié)果表明,PtPPF-1與豌豆 PPF-1、水稻 PPF-1和擬南芥ALB3中編碼葉綠體內(nèi)膜蛋白的氨基酸殘基的一致性分別為 94%、91%和91%。

例 3 苦蕎 CHS基因核苷酸序列與其他植物CHS基因序列的‘同源性’依次為水蓼 84%、土沉香 80%、紅掌 79%、大麥 79%、黃芩 79%、蕓香80%、無莖糖芥 79%、蓮 78%。

例 4 對三七三萜皂苷合成關(guān)鍵酶法呢基焦磷酸合酶(FPS)的基因進(jìn)行克隆,cDNA序列全長1 409 bp,開放閱讀框共編碼 343個氨基酸殘基,氨基酸序列與積雪草、銀膠菊、青篙、山艾樹的 FPS氨基酸序列的‘同源性’分別為 95%,87%,86%和86%,核酸序列‘同源性’則分別為 81%,66%, 68%和 66%。

例 2的“一致性”是正確的說法,而例 3、例 4中的“同源性”應(yīng)為“一致性”。

(3)相似性的使用示例及辨析

在生物學(xué)研究中,在對DNA或蛋白序列比對過程中,用來描述檢測序列和目標(biāo)序列之間相同DNA堿基或氨基酸殘基序列所占比例的多少,即為該序列的相似性。相似性越高,說明序列功能越保守,進(jìn)化變異越小。當(dāng)序列相似性程度高于50%,可能推測檢測序列和目的序列是同源序列;而當(dāng)相似性低于 20%時,就很難推斷序列間的同源關(guān)系[6]。

序列比對的基本思想是找出檢測序列和目標(biāo)序列的相似性。從序列全長角度考慮序列的整體相似性,叫整體比對;只考慮序列部分區(qū)域的相似性是局部比對。實(shí)際應(yīng)用中,多采用 Blast和 Fas tA等進(jìn)行序列的局部比對。

例 5 丹參迷迭香酸生物合成途徑中苯丙氨酸支路上的肉桂酸-4-羥化酶 SmC4H(einnamate-4-Hydorxyl-ase)基因,其 cDNA序列全長 1 800 bp,包含一個完整的 1512bp的開放閱讀框,編碼 504個氨基酸組成的前體蛋白,該基因與藿香的 C4H基因相似性達(dá)到 94.7%,一致性達(dá)到 89.7%[9]。

例 5的“相似性”和“一致性”說法正確。

三 同源性與一致性、相似性的關(guān)聯(lián)

例 6 所謂基因家族[10],就是具有顯著“相似性”的一組基因,編碼相似的蛋白質(zhì)產(chǎn)物。也就是具有類似結(jié)構(gòu),或功能相關(guān)的(保守的、同源的)一類基因。通過對同類基因的同源關(guān)系、進(jìn)化歷程的研究,進(jìn)一步來研究基因的功能和調(diào)控機(jī)制。

例 7 序列分析結(jié)果表明,甘肅牦牛與青海牦牛該序列的核苷酸“同源性”為 98.13%,與云南牦牛該序列的核苷酸“同源性”為 97.65%,青海牦牛與云南牦牛該基因片段的核苷酸序列“同源性”為99.45%。

例 7中的“同源性”應(yīng)該為“相似性”或“一致性”。

從以上分析可以看出,相似性 (一致性)與同源性有一定關(guān)系 (例 5、6),一般來說序列相似性(一致性)越高,則它們是同源序列的可能性越高,所以經(jīng)常可以通過相似性(一致性)來推測序列是否同源。正因?yàn)槿绱?經(jīng)常出現(xiàn)將相似性 (一致性)和同源性等價混合使用的現(xiàn)象(例 3、4、7)。

一致性、相似性,均描述的是序列間親緣關(guān)系上的同一性,屬于量化的指標(biāo),由此可以反映物種間在某些方面的關(guān)系,而同源性屬于質(zhì)的判斷 (例1)。當(dāng)序列同源時,它們的氨基酸或核苷酸序列通常有顯著的一致性。如果兩條序列有一個共同的進(jìn)化祖先,那么它們是同源的?？梢哉f,一致性、相似性是對同源性不同角度的量化指標(biāo),應(yīng)根據(jù)分析結(jié)果確定不同的描述結(jié)論。所以,不能將相似性(一致性)和同源性混為一談,所謂“具有 50%的同源性”或“這些序列高度同源”等說法,都是不確切的[6]。

致謝：衷心感謝西北大學(xué)生命科學(xué)院徐子勤教授、西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院劉曙東教授對本文形成過程中的啟發(fā)和指導(dǎo)。

[1]序列比對和數(shù)據(jù)庫搜索 [EB/OL].http：//ggene.cn/html/protocol/bioinformatics/2009/0820/2528.h tml.

[2]Gaurav Pandey,Vipin Kumar,Michael Steinbach.蛋白質(zhì)功能預(yù)測的計(jì)算機(jī)方法：概述 [Z].百度文庫/高等教育/理學(xué)/生物信息學(xué).

[3]現(xiàn)代高級英漢雙解辭典 [M].英漢版.香港：牛津大學(xué)出版社,1978：527,1017.

[4]徐祥浩.英漢農(nóng)業(yè)生物學(xué)詞典[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社,1990：326,342.

[5]李行健.現(xiàn)代漢語規(guī)范詞典[M].北京：外語教學(xué)與研究出版社,語文出版社,2004：1307,1420.

[6]趙國屏.生物信息學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社,2003：70 -117.

[7]李競雄.普通遺傳學(xué)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社,1961：1 -60.

[8]李競雄,宋同明.植物細(xì)胞遺傳學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社,1997：100-198.

[9]段艷冰.丹參中迷迭香酸生物合成途徑的苯丙氨酸支路基因的克隆及研究[D].上海：第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院,2006.

[10]朱玉賢,李毅.現(xiàn)代分子生物學(xué)(第二版)[M].北京：高等教育出版社,2002：1-400.

Comparison Analysis of Homology,Identity and Similarity

SONG Yazhen NAN Hongmei L IU Feng PAN Xinshe PEIAwei

Based on the analysis of homology, identity and sim ilarity in exp ressing the homological relation words of cDNA,DNA,am ino acid and p rotein,we discuss their different meanings in molecular biology. In order to imp rove the quality of editorial p roofreading for the three words,we discussed how to use them accurately in scientific papers.

homology,identity,similarity

N04;Q7

A

1673-8578(2011)02-0048-03

2011-02-10

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目號：30971844)

宋亞珍(1972—),女,陜西西安人,西北農(nóng)林科技大學(xué)雜志社編輯,博士,主要從事作物遺傳育種及分子生物學(xué)方面的科研和編輯工作。聯(lián)系方式：xbzwxb004@nwsuaf.edu.cn。