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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(shí)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(yù)測呢?不管是自發(fā)突變還是誘發(fā)突變，突變都是隨機(jī)的，或者說基因會發(fā)生什么性質(zhì)的突變，哪個(gè)基因會發(fā)生突變都是無法預(yù)知的。而且，任何基因突變都可以在生物體一生中的任何時(shí)期發(fā)生，但是發(fā)生突變的時(shí)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(xì)胞都存在著這種基因的突變;如果是某個(gè)皮膚細(xì)胞中的基因發(fā)生了突變，那么當(dāng)這個(gè)皮膚細(xì)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(xué)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�。荷�、血友病等，就是基因突變的結(jié)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(jié)果，眼睛長了個(gè)大水泡對金魚來說百無一用，絕對是個(gè)累贅，但水泡眼卻滿足了人們的觀賞需要，因此這個(gè)品種的金魚得以大量繁殖。又如短腿羊也是基因突變的結(jié)果，短腿的羊在草原上由于跑不過長腿羊，常常會因?yàn)槌圆坏讲荻I肚子，可對牧羊人來說，短腿羊的活動(dòng)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?qū)е禄蛲蛔?/strong>
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(jī)理
�。�1）物理誘變因素
在多種物理誘變因素中，應(yīng)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(jìn)行誘變的研究日趨增多。電離輻射作用于生物體時(shí)，首先從細(xì)胞中各種物質(zhì)的原子或分子的外層擊出電子，引起這些物質(zhì)的原子或分子的電離和激發(fā)。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)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(shí)，它們的結(jié)構(gòu)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(xì)胞內(nèi)大量的水吸收，使水電離，產(chǎn)生各種游離基團(tuán)，游離基團(tuán)作用于DNA分子，也會引起DNA分子結(jié)構(gòu)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(nèi)和輻射劑量成正比；電離輻射有累加效應(yīng)，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(zhì)的電離，屬于非電離射線。物質(zhì)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(jié)果極易引起分子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)改變，如DNA鏈的斷裂、DNA分子內(nèi)或分子間交聯(lián)、DNA和蛋白質(zhì)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(fù)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(fù)制在這個(gè)點(diǎn)上停止或發(fā)生錯(cuò)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(fù)制過程中就會產(chǎn)生一個(gè)在兩條鏈上堿基順序都改變了的分子，從而導(dǎo)致基因突變。
�。�2）化學(xué)誘變因素
一些化學(xué)物質(zhì)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(xué)物質(zhì)的誘變作用進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)從簡單的無機(jī)物到復(fù)雜的有機(jī)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(xué)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(xué)結(jié)構(gòu)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(fù)制時(shí)，H與C配對，U與A配對。第二次復(fù)制時(shí)，C與G配對，A與T配對。于是，經(jīng)過兩次復(fù)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(gè)或幾個(gè)不穩(wěn)定的烷基，能夠與DNA分子的堿基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，置換其中某些基團(tuán)的氫原子，從而改變堿基的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使DNA分子復(fù)制時(shí)出現(xiàn)堿基配對的差錯(cuò)，最終導(dǎo)致基因突變。
一類是堿基類似物，它們的分子結(jié)構(gòu)與DNA分子中的堿基十分相似。在DNA分子復(fù)制時(shí)，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(jié)構(gòu)中，使DNA分子在復(fù)制或轉(zhuǎn)錄時(shí)出現(xiàn)差錯(cuò)而導(dǎo)致突變。
（3）生物誘變因素
這類因素很簡單，某些病毒和細(xì)菌，一些逆轉(zhuǎn)錄病毒，如乙肝病毒將其自身的DNA導(dǎo)入到人細(xì)胞DNA 中，引起基因突變。
內(nèi)因：DNA復(fù)制過程中，基因內(nèi)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(gè)細(xì)胞中，終其一生。因?yàn)橥蛔兇嬖谟陔p親的生殖細(xì)胞中（卵細(xì)胞或細(xì)胞），也被稱為生殖系突變或胚系突變。當(dāng)卵細(xì)胞和細(xì)胞結(jié)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(gè)細(xì)胞中存在同樣的突變。
02 獲得性突變（體細(xì)胞突變）
發(fā)生在個(gè)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(xì)胞中，而不是身體的每一個(gè)細(xì)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(xì)胞分裂過程中DNA自我復(fù)制發(fā)生錯(cuò)誤也會導(dǎo)致基因突變。發(fā)生在體細(xì)胞（除生殖細(xì)胞之外的細(xì)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(xì)胞形成的過程中，在其他體細(xì)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(xì)胞結(jié)合后，受精卵發(fā)生了突變，當(dāng)受精卵開始分裂時(shí)，生長發(fā)育中的胚胎每一個(gè)細(xì)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(gè)細(xì)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(gè)細(xì)胞中發(fā)生的體細(xì)胞突變可能導(dǎo)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(xì)胞中，受精卵也沒有發(fā)生突變，然而當(dāng)胚胎分裂至若干個(gè)細(xì)胞時(shí)，有一部分細(xì)胞發(fā)生了突變。于是在個(gè)體生長發(fā)育過程中，細(xì)胞增殖分裂，攜帶異�；虻募�(xì)胞分裂產(chǎn)生同樣異常的細(xì)胞�？紤]到突變的類型和突變細(xì)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(shí)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(rèn)為是DNA的正常變異。遺傳多態(tài)性是形成人種和個(gè)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(fù)面影響，但部分多態(tài)性可能會影響個(gè)體罹患某些疾病的風(fēng)險(xiǎn)。
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