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基因突变到底是怎么回事?

2017-09-14 12:02:18吉林英华恒瑞

人类基因突变被看做是与生俱来的,并且会伴随人的一生。有一些基因突变是很明显的,刚看到的时候也就发现了,可是有些基因突变是可以隐藏起来的。有一些基因突变会随着人类的年龄增长而愈演愈烈,而有些甚至会导致人类死亡。

 


 

生命的延续是遗传信息的传递,遗传物质核酸(DNA/RNA)敲开了人类认识自我和生命奥秘的微观世界的大门


2015年的诺贝尔化学奖授予了瑞典、美国、土耳其三位科学家,以表彰他们在“DNA修复的机制研究”做出的卓越贡献。


 


 


 

人体细胞共约有40-60万亿个,而人类基因组却是由23对染色体组成,其中包括22对体染色体、1条X染色体和1条Y染色体,含有约30亿个DNA碱基对。人体之所以能够精准地完成生命信息的复制和遗传过程,要归功于人基因组的“超强纠错功能”

 


 


 


 

人类基因组是否有可能发生突变呢?


人类基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变,叫基因突变。蜘蛛侠(Spider-Man)是美国漫画超级英雄,他本名彼得·本杰明·帕克(Peter Benjamin Parker),原是一位普通的高中生,后意外的被一只受过放射性感染的蜘蛛咬伤,获得了蜘蛛一般的超能力。

这种被辐射感染的蜘蛛咬伤后,使得人类自身的基因组发生突变的科幻场景,是否具有科学依据呢? 

 


 


 


 

如果只是蜘蛛毒素的作用,恐怕难以实现;然而,如果考虑到蜘蛛体内存在另外一种生物——逆转录病毒,那么,情况有可能会这样发展。逆转录病毒在生命过程活动中,有一个从RNA到DNA的逆转录过程,即在逆转录酶的作用下病毒基因整合到人类细胞的遗传物质中,而辐射可引起病毒逆转录的变异频率和重组速率的大幅度提升。


 

 

蜘蛛侠

逆转录病毒为RNA病毒,它们的基因组编码在一条单链RNA上,病毒具有穿透细胞的能力,可有效地感染干细胞、组织细胞、皮肤细胞等多种类型的细胞;当病毒进入细胞,通过逆转录作用,RNA即转变为双链DNA分子,DNA进入细胞核并整合在宿主细胞基因组中。以病毒作为载体通过感染的方式可以将外源功能DNA 导入到人的细胞染色体中。


由此,他获得了超凡力量和敏捷速度,可以在物体表面上行动自如。"能力越大,责任越大",一位打击犯罪的超级英雄“蜘蛛侠”诞生了。

 

人类基因变异还具有更大的可能性吗?
 


很多人认为,进化需要几千年或者上百万年,但生物学家知道,它能很快发生。如今,由于基因革命,研究人员实际上可以追踪标志着进化正在进行的种群水平上的基因漂移,并且他们正在进行着追踪。近日,在基因组生物学会议上得以展示的两项研究证实了人类基因组如何在几个世纪或几十年间发生变化,并且描绘了自罗马时代以来英国人如何进化得更加高大和白皙,以及在上一代人中一种喜爱吸烟的基因的影响如何在一些人群中变小。


 “能研究正在进行中的选择是一件令人激动的事情。”美国哥伦比亚大学进化生物学家Molly Przeworski表示,这些研究表明了人类基因组如何以细微但有意义的方式对新的条件迅速作出反应。“从理解进化的角度来说,它是游戏规则的改变者。”


 


生命的本质和起源一直是人类孜孜不倦探索的永恒主题,对于自身的遗传和进化更是这一主题中的焦点;然而,人类对自身的生命奥秘并未能完全掌握,科幻也是基于一定的科学原理做出的设计,对潜在未来科技的前瞻探索。人类成功登陆月球迈向太空,何尝不是对古人“举杯邀明月”感怀的科学实践呢?