定向进化是怎样工作的

1.定向进化是怎样工作的

“分子障碍赛跑”是比喻定向进化的，大分子互相竞争以通过实验人员设置的功能障碍，以此种方式选出的那些分子然后经倍增（拷贝）以产生通常相似于双亲的新的一代，但也包含有突变。对突变进行不断的若干轮的选择和倍增，就能建立具有所需性状的分子群体。

通过过滤柱来作为筛选分子的一种方法。对靶有亲和力的分子粘着于靶的表面，而且晚些时候可以回收，剩下的被清洗入废料缸内。

定向进化的动力存在于大量成员的实力中。对一个生物化学家来说，一次要研究1013个不同的分子是很平常的。一代分子从它们入选时算起直到它们被用于产生更多的分子为止，可能仅持续1或2天。选择可能是非常严格的，如果在10亿个分子中只有一个分子表现出有用的性状，那它就足以作为获得下一代的“育种材料”。

达尔文进化基本上包括三个过程的重复运作，即选择、增殖和突变。选择，无论是自然选择或人工选择，都是一种把“能人”从“普通人”中分离出来的筛选过程。在自然界中，生物体中的这种“能人”是指那些能存活到生殖年龄，找到最适合的交配对象并产生生命力强的后代的生物体。而实验室中，这种“能人”是分子，是受控于实验人员按标准所需找寻的那类分子。例如，人们可能有兴趣于能紧密结合到某种毒素上去的那类分子。因此，人们就把结合有毒素的分子留下，而去掉那些未结合毒素的分子。

增殖是产生后代的过程，或者更准确地说是制造遗传基因的拷贝。在自然界，选择和增殖是直接相联系的，当生物体选择配偶时，生殖作用是产生载有双亲基因拷贝的后代。在实验室内，实验人员必须通过只允许符合所需标准的分子产生后代的办法来把选择和增殖结合起来。确切地说，必须增殖（扩增）的不一定是入选分子本身，而是它们的遗传描述。

突变产生变异，没有变异就不会有进化进步的希望，因为没有选择能作用于其上的替代物。许多实验系统在选择实验开始时引入变异以产生异质的分子群体，然后从异质分子群体中通过若干轮的选择和扩增，以获得最理想的分子群体。