為什么會基因突變

時間：2024-05-20 12:35:18 少兒百科我要投稿

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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生的變異情況，指的是生物的基因發生了變化，產生了改變，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“突發事件”，它能否被預測呢?不管是自發突變還是誘發突變，突變都是隨機的，或者說基因會發生什么性質的突變，哪個基因會發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生，但是發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生了突變，那么由這種受精卵發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。

　　有哪些因素會引發基因突變呢?在生物通常的生存環境下，基因突變是很少發生的，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、誘發基因突變的因素

　　誘發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，后來人們發現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，人們發現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。當細胞內的染色體或DNA分子在射線的作用下產生電離和激發時，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而變成激發分子，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、DNA和蛋白質交聯、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生錯誤，于是新形成的鏈上便出現改變了的堿基順序，在隨后的復制過程中就會產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，發現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、農藥、滅菌劑、色素、染料等都可以誘發突變，但是誘變效果好的種類并不多。根據化學誘變劑對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定的烷基，能夠與DNA分子的堿基發生化學反應，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量、順序、種類發生了局部改變從而改變了遺傳信息。

　　2、基因突變是如何發生的

　　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）

　　發生在個體從受精卵開始的任何發育階段，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自我復制發生錯誤也會導致基因突變。發生在體細胞（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，受精卵發生了突變，當受精卵開始分裂時，生長發育中的胚胎每一個細胞都會攜帶此突變。新生突變的發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。

　　在胚胎發育早期，單個細胞中發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，受精卵也沒有發生突變，然而當胚胎分裂至若干個細胞時，有一部分細胞發生了突變。于是在個體生長發育過程中，細胞增殖分裂，攜帶異常基因的細胞分裂產生同樣異常的細胞。考慮到突變的類型和突變細胞的數量，嵌合不一定影響人的健康。

　　大多數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性，被認為是DNA的正常變異。遺傳多態性是形成人種和個體之間（例如眼睛顏色、頭發顏色、血型等）差異的原因。多態性對人的健康沒有直接的負面影響，但部分多態性可能會影響個體罹患某些疾病的風險。

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