什麼是突變?概念、特徵、遺傳變異發生程度、類型和範例
我們解釋什麼是突變以及這種遺傳變異可能發生的程度。另外,突變類型和範例。
突變是維持高遺傳變異的關鍵。
什麼是突變?
在遺傳學中,構成生物體DNA的基因序列自發性且隨機的變異稱為突變。這種變異為個體帶來了特定的身體、生理或其他變化,這些變化可能會也可能不會遺傳給他們的後代。
突變可以轉化為生物體重要表現的積極或消極變化,從這個意義上說,它們可以推動適應和進化(甚至可以創造新物種),或者它們可以成為遺傳疾病或遺傳缺陷。儘管存在最後一個風險,但突變是維持高遺傳變異性和讓生命得以延續的關鍵。
發生這些類型的變化有兩個重要原因:
自發性且自然地,細胞分裂階段基因組複製錯誤的產物。
在外部,由於各種類型的誘變劑對生物體的作用,例如電離輻射、某些化學物質和某些病毒病原體的作用等。
生物經歷的大多數突變都是隱性的,也就是說,它們不會在它們起源的個體中表現出來,而是保持不活躍和不被注意,並且可以在以下情況下遺傳給後代(至少對於多細胞生物來說)生物)改變發生在性細胞(配子)的內容中。
突變可以發生在三個層次:
分子(基因或特定)。它發生在 DNA 序列中,即在其自身的核苷酸鹼基中,這是由於組成它們的基本元素發生了一些變化。
染色體。染色體片段被改變(即,比基因改變得多),大量資訊可能會遺失、複製或移動。
基因組。它影響一組特定的染色體:它導致染色體過多或缺乏,這極大地改變了生物體的整個基因組。
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突變類型
形態突變與身體的外觀有關。
根據它們對生物體及其後代造成的後果,有不同類型的突變:
形態突變。一旦發育階段完成,它們就與身體的形狀或外觀有關:顏色、形狀、結構等。它們可以產生有利於適應環境的突變,例如顏色更符合環境的飛蛾(因此更有利於偽裝和生存),或者它們可以產生畸形或疾病,例如人類神經纖維瘤病。
致命和有害的突變。它們中斷有機體維持的關鍵過程,因此可能導致死亡(致命突變)或可能阻礙生長和繁殖(有害突變)。
有條件的突變。它們調節個體在其生物群落中的表現,這可能導致許可條件(突變基因產物仍具有功能)或限制條件(突變基因產物失去活力)。
生化或營養突變。它們影響實現特定功能所必需的某種生化化合物的產生,例如酶、代謝物或細胞代謝所必需的其他元素。
功能喪失突變。它們阻止基因的正確功能,從而導致擁有該基因的生物體失去某些特定功能。這是人類單相憂鬱症的例子,由 hTPH2 基因突變引起,導致 80% 的血清素吸收損失。
功能獲得性突變。 DNA 的變化為修改後的基因增加了功能,從而為呈現該基因的生物體增加了功能。這就是一些傳染性細菌的抗生素抗藥性的運作方式,這是進化的典型案例。它們是罕見的突變。
突變的例子
多指症是一種基因改變,會產生一個或多個額外的手指。
人類突變的一些例子是:
多指症。這是胎兒發育過程中發生的基因改變,導致手或腳上出現一個或多個額外的手指。這些手指通常功能失調,通常必須移除。
馬凡氏綜合症。它是由原纖維蛋白-1 基因缺陷引起的,該基因與決定結締組織形成的遺傳訊息有關。患有這種綜合症的人體形極其瘦弱,四肢異常長,這會對他們的主動脈造成異常壓力,從而導致心臟病發作。
愛滋病毒抵抗力。人們對人類免疫缺陷病毒(導致愛滋病的病毒)感染具有抵抗力的情況非常罕見。這是因為CCR5基因的突變(逆轉錄病毒將其識別為人類細胞的「大門」)使某些人對感染「隱形」並防止他們輕易被感染。
另請參閱:基因型