基因突变的科学原理是什么,会导致一些可怕的变异物种?
达尔文的进化论指出,物竞天择,适者生存,不适者淘汰。同样的物种,只有适应环境的生物才能生存,不适应的就会被淘汰。但是为什么同一个物种会表现出不同的性状,甚至生出前所未见的形状呢?果蝇是人类日常生活中常见的生物。也许大家都见过红眼果蝇,但也许有一天你会看到白眼果蝇,甚至黑眼果蝇。一群红眼果蝇是如何产生白眼睛和黑眼睛的?这就是基因突变的秘密,为达尔文的进化论提供了原始材料。
早期人类发现遗传物质是DNA而不是蛋白质,但遗传信息的原理并不清楚。20世纪中期,人类发现DNA是双螺旋结构,双螺旋结构中隐藏着遗传信息的奥秘。DNA由碱基、脱氧核糖和磷酸组成。DNA中有四个碱基,腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶,分别对应缩写AGTC。DNA的双螺旋结构是成对的嘧啶和嘌呤,A和T,G和c。
所谓基因突变就是原来DNA上的碱基变成了其他碱基,比如A变成了c,那么基因突变是如何影响个体表型的呢?原来DNA上的碱基会按照配对规则翻译成mRNA,mRNA会翻译成氨基酸,每三个碱基对应一个氨基酸。例如,mRNA上的AGC将被翻译成丝氨酸。如果碱基发生突变,翻译出来的氨基酸也会发生相应的变化,最后翻译出来的蛋白质也会发生变化,从而影响生物性状。
一般来说,基因突变包括碱基改变、碱基增加或减少三种方式。但基因突变的概率很低,10 5 ~ 10 8细胞只会发生一次突变。而一些诱因可以增加基因突变的概率,比如各种射线、化学物质或者病毒、细菌。但是通过基因突变很难产生可怕的物种,因为基因突变大多是有害的,突变的个体会因为不能适应环境而被淘汰。