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為什么會基因突變
基因是一種生物體特有的特性，基因突變是一種時常發(fā)生的變異情況，指的是生物的基因發(fā)生了變化，產(chǎn)生了改變，與以前的基因不同，那么為什么基因會突變呢?基因突變的原理是什么呢?相信許多朋友們都不太了解，以下是小編為大家收集的為什么會基因突變，歡迎閱讀與收藏。
為什么會基因突變
基因突變屬于“突發(fā)事件”，它能否被預測呢?不管是自發(fā)突變還是誘發(fā)突變，突變都是隨機的，或者說基因會發(fā)生什么性質的突變，哪個基因會發(fā)生突變都是無法預知的。而且，任何基因突變都可以在生物體一生中的任何時期發(fā)生，但是發(fā)生突變的時間段對生物體的影響差異很大。如果是受精卵中的基因發(fā)生了突變，那么由這種受精卵發(fā)育而來的生物體中的所有細胞都存在著這種基因的突變;如果是某個皮膚細胞中的基因發(fā)生了突變，那么當這個皮膚細胞死亡后，突變也就隨即消失了。
有哪些因素會引發(fā)基因突變呢?在生物通常的生存環(huán)境下，基因突變是很少發(fā)生的，但是許多射線，如α射線、β射線、γ射線、X射線等，都會大幅增加基因突變的概率。此外，許多化學品也會成百倍地增加基因突變，還會引起染色體畸變。
對于生物體來說，基因突變弊大于利。例如人類的某些疾病：色盲、血友病等，就是基因突變的結果。不過，人類也會為了某種需要而利用其他生物的基因突變。如水泡眼金魚是基因突變的結果，眼睛長了個大水泡對金魚來說百無一用，絕對是個累贅，但水泡眼卻滿足了人們的觀賞需要，因此這個品種的金魚得以大量繁殖。又如短腿羊也是基因突變的結果，短腿的羊在草原上由于跑不過長腿羊，常常會因為吃不到草而餓肚子，可對牧羊人來說，短腿羊的活動范圍比長腿羊小，更容易管理，于是短腿羊也被人類保留下來了。
什么原因導致基因突變
1、誘發(fā)基因突變的因素
誘發(fā)基因突變的因素及其作用機理
（1）物理誘變因素
在多種物理誘變因素中，應用最廣泛并且行之有效的是射線。用于誘變的射線包括電離射線和非電離射線。
在誘變研究中，X射線、γ射線、α射線、β射線和中子等都是人們常用的電離射線。最早用于誘變的電離射線是X射線，后來人們發(fā)現(xiàn)γ射線的誘變效果比較好，于是γ射線成為人工誘變的首選射線。近年來，人們發(fā)現(xiàn)中子的誘變效果也很好，用中子進行誘變的研究日趨增多。電離輻射作用于生物體時，首先從細胞中各種物質的原子或分子的外層擊出電子，引起這些物質的原子或分子的電離和激發(fā)。當細胞內的染色體或DNA分子在射線的作用下產(chǎn)生電離和激發(fā)時，它們的結構就會改變，這是電離輻射的直接作用。此外，電離輻射的能量可以被細胞內大量的水吸收，使水電離，產(chǎn)生各種游離基團，游離基團作用于DNA分子，也會引起DNA分子結構的改變。研究表明，電離輻射誘發(fā)基因突變的頻率，在一定范圍內和輻射劑量成正比；電離輻射有累加效應，小劑量長期照射與大劑量短期照射的誘變效果相同。
紫外線攜帶的能量很小，穿透力弱，不足以引起物質的電離，屬于非電離射線。物質吸收紫外線后，其組成分子由于電子的激發(fā)而變成激發(fā)分子，結果極易引起分子結構的改變。在紫外線的照射下，DNA分子可能發(fā)生多種形式的結構改變，如DNA鏈的斷裂、DNA分子內或分子間交聯(lián)、DNA和蛋白質交聯(lián)、胞嘧啶水合作用以及形成嘧啶二聚體等，這些變化都有可能引起基因突變，其中形成嘧啶二聚體（如胸腺嘧啶二聚體）是引起突變的主要原因。例如，DNA雙鏈之間胸腺嘧啶二聚體的形成，會阻礙雙鏈的分開和下一步的復制。同一條鏈上相鄰胸腺嘧啶之間二聚體的形成，會阻礙堿基的正常配對和腺嘌呤的正常加入，使復制在這個點上停止或發(fā)生錯誤，于是新形成的鏈上便出現(xiàn)改變了的堿基順序，在隨后的復制過程中就會產(chǎn)生一個在兩條鏈上堿基順序都改變了的分子，從而導致基因突變。
（2）化學誘變因素
一些化學物質和輻射一樣能夠引起生物體發(fā)生基因突變。通過對上千種化學物質的誘變作用進行研究，發(fā)現(xiàn)從簡單的無機物到復雜的有機物，金屬離子、生物堿、生長刺激素、抗生素、農(nóng)藥、滅菌劑、色素、染料等都可以誘發(fā)突變，但是誘變效果好的種類并不多。根據(jù)化學誘變劑對DNA作用方式的不同，可以將它們分為以下三類。
一類是能夠改變DNA化學結構的誘變劑，如亞硝酸和烷化劑等。亞硝酸具有氧化脫氨作用，它能使腺嘌呤（A）脫去氨基變成次黃嘌呤（H），胞嘧啶（C）脫去氨基變成尿嘧啶（U）。在DNA分子第一次復制時，H與C配對，U與A配對。第二次復制時，C與G配對，A與T配對。于是，經(jīng)過兩次復制，原來的A—T堿基對就變成了G—C堿基對，而G—C堿基對卻變成了A-T堿基對。
常見的烷化劑有硫酸二乙酯、乙烯亞胺、甲基磺酸乙二酯、亞硝基甲基脲等。烷化劑有一個或幾個不穩(wěn)定的烷基，能夠與DNA分子的堿基發(fā)生化學反應，置換其中某些基團的氫原子，從而改變堿基的化學結構，使DNA分子復制時出現(xiàn)堿基配對的差錯，最終導致基因突變。
一類是堿基類似物，它們的分子結構與DNA分子中的堿基十分相似。在DNA分子復制時，這些堿基類似物能夠以假亂真，作為DNA的組成成分加入到DNA分子中，從而引起基因突變。常見的堿基類似物有5-溴尿嘧啶、2-氨基嘌呤等。
還有一類是吖啶類化合物，它們可以插入DNA分子結構中，使DNA分子在復制或轉錄時出現(xiàn)差錯而導致突變。
（3）生物誘變因素
這類因素很簡單，某些病毒和細菌，一些逆轉錄病毒，如乙肝病毒將其自身的DNA導入到人細胞DNA 中，引起基因突變。
內因：DNA復制過程中，基因內部的脫氧核苷酸的數(shù)量、順序、種類發(fā)生了局部改變從而改變了遺傳信息。
2、基因突變是如何發(fā)生的
基因突變可分為兩大類
01 遺傳性突變
由父母遺傳而來，突變幾乎存在于身體的每一個細胞中，終其一生。因為突變存在于雙親的生殖細胞中（卵細胞或細胞），也被稱為生殖系突變或胚系突變。當卵細胞和細胞結合，形成的受精卵得到了父母雙方的DNA攜帶突變，那么由受精卵生長發(fā)育而形成的胎兒將會在其每一個細胞中存在同樣的突變。
02 獲得性突變（體細胞突變）
發(fā)生在個體從受精卵開始的任何發(fā)育階段，并且只存在于某些特定細胞中，而不是身體的每一個細胞。這些改變可能是由于環(huán)境等因素引起的，例如被太陽紫外線輻射等，細胞分裂過程中DNA自我復制發(fā)生錯誤也會導致基因突變。發(fā)生在體細胞（除生殖細胞之外的細胞）的獲得性突變不能遺傳給下一代。
此外，所謂“新生突變”，則既可能是遺傳性突變，也可能是獲得性突變。例如，某些情況下，突變發(fā)生在人卵子或細胞形成的過程中，在其他體細胞中完全不存在，其后代可能為遺傳性突變攜帶者。在另一種情況中，卵子和精子細胞結合后，受精卵發(fā)生了突變，當受精卵開始分裂時，生長發(fā)育中的胚胎每一個細胞都會攜帶此突變。新生突變的發(fā)生可以解釋為何某些基因突變在子女的每一個細胞中都存在，但其父母親并不攜帶，也沒有家族病史。
在胚胎發(fā)育早期，單個細胞中發(fā)生的體細胞突變可能導致一種叫做“嵌合”的情況。這些突變并不存在于父母親的卵子或精子細胞中，受精卵也沒有發(fā)生突變，然而當胚胎分裂至若干個細胞時，有一部分細胞發(fā)生了突變。于是在個體生長發(fā)育過程中，細胞增殖分裂，攜帶異常基因的細胞分裂產(chǎn)生同樣異常的細胞。考慮到突變的類型和突變細胞的數(shù)量，嵌合不一定影響人的健康。
大多數(shù)致病的基因突變在一般人群中其實并不常見，而非致病的基因變異相對較頻繁。在人群中變異頻率超過1%的基因變異被稱為遺傳多態(tài)性，被認為是DNA的正常變異。遺傳多態(tài)性是形成人種和個體之間（例如眼睛顏色、頭發(fā)顏色、血型等）差異的原因。多態(tài)性對人的健康沒有直接的負面影響，但部分多態(tài)性可能會影響個體罹患某些疾病的風險。
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