问题

基因自发突变的主要类型有哪些啊?

回答
基因自发突变,顾名思义,就是不依赖于外部诱变剂(比如紫外线、化学物质等)而发生的,在正常的细胞分裂过程中,由于DNA复制和修复过程中出现的错误,导致基因序列发生改变。这些“内部原因”虽然听起来微小,但累积起来却是生物进化的重要驱动力。

我们可以从几个主要的方面来梳理基因自发突变的主要类型:

一、点突变 (Point Mutations):最常见也最基础的变动

点突变是最基本的突变形式,指的是DNA分子中单个碱基对的改变。这就像是文字中的一个字母被替换、丢失或多了一个。点突变又可以细分为几种类型:

碱基替换 (Base Substitutions): 这是最常见的一种点突变。在DNA复制过程中,复制酶可能会把一种碱基误配成另一种。
转换 (Transitions): 指的是嘌呤(A或G)与嘌呤之间,或嘧啶(C或T)与嘧啶之间的替换。例如,A变成G,或者C变成T。这种类型的突变相对来说更容易发生,也更容易在进化中被保留下来,因为它们对DNA结构的影响相对较小。
颠换 (Transversions): 指的是嘌呤与嘧啶之间的替换。例如,A变成T,或者G变成C。这种替换改变了DNA的结构形状,对蛋白质功能的影响通常比转换更大。

那么碱基替换会带来什么后果呢? 这取决于它发生在基因的哪个位置,以及替换的是什么碱基:
同义突变 (Silent Mutations): 如果替换的碱基导致了密码子的改变,但新密码子仍然编码与原来相同的氨基酸,那么这种突变就不会影响蛋白质的氨基酸序列。听起来好像没啥用,但有时候也会影响mRNA的稳定性或翻译的速度。
错义突变 (Missense Mutations): 如果替换的碱基导致密码子编码了不同的氨基酸,那么蛋白质的氨基酸序列就会改变。这个改变可能是温和的(替换的氨基酸性质相似),也可能是灾难性的(替换的氨基酸性质截然不同),从而影响蛋白质的折叠、功能,甚至导致疾病。比如镰刀形贫血症就是由于一个错义突变引起的。
无义突变 (Nonsense Mutations): 如果碱基替换使得一个原本编码氨基酸的密码子变成了终止密码子(UAA, UAG, UGA),那么蛋白质的合成就会提前终止,产生一个不完整的、通常无功能的蛋白质。这往往会带来严重的后果。

插入 (Insertions) 和删除 (Deletions): 除了单个碱基的替换,DNA复制过程中也可能发生一个或几个碱基的插入或删除。当插入或删除的碱基数量不是三个的整数倍时(这三个一组形成一个密码子),就会导致移码突变 (Frameshift Mutations)。
移码突变的影响: 一旦发生移码突变,从突变位点开始,后面所有的密码子都会被错误地解读,从而导致后面氨基酸序列的巨大改变,而且极有可能在很早的时候就会遇到一个终止密码子,产生一个完全错误且通常无功能的蛋白质。这通常比错义突变的影响更严重。

二、染色体结构变异 (Chromosomal Structural Aberrations):更大的格局改变

这类突变不只是影响单个基因,而是影响到整个染色体的结构。虽然严格来说,这些是发生在更宏观的层面上,但它们确实是基因物质的改变,并且在某些情况下可以看作是多个点突变的累积效应,或者是由DNA断裂和重组引起的。主要的类型包括:

缺失 (Deletions): 染色体的一部分发生断裂并丢失。缺失的片段大小不一,从小到大都有可能。如果缺失的片段包含多个基因,后果会非常严重,可能导致多种生理功能障碍。例如,猫叫综合征就是由于5号染色体短臂的缺失引起的。
重复 (Duplications): 染色体的一部分发生断裂后,在同一条染色体上或另一条同源染色体上出现重复。重复的片段可以是基因组的一个小部分,也可以是一个整个基因。基因重复在进化中非常重要,因为多出来的基因副本可以继续执行原有功能,而另一个副本则可以自由地积累突变,产生新的功能。比如,人类的血红蛋白基因家族就是通过基因重复和变异演化而来的。
倒位 (Inversions): 染色体的一部分发生断裂后,断裂的片段180度旋转再接回原来的位置。倒位可能会打断基因内部或者基因与调控区域之间的正常联系,影响基因的表达。如果倒位不包含着丝粒(称为“随体倒位”),在减数分裂时可能不会产生明显的配子问题;但如果包含着丝粒(称为“围着丝粒倒位”),在减数分裂时会产生有缺失或重复的染色体片段,导致不育或产生有缺陷的后代。
易位 (Translocations): 染色体的一部分断裂后,连接到另一条非同源染色体上。
相互易位 (Reciprocal Translocations): 两个非同源染色体之间交换了片段。
罗氏易位 (Robertsonian Translocations): 由两条近端着丝粒染色体(着丝粒非常靠近染色体末端)的短臂断裂并融合形成一条长臂染色体和一条短臂染色体组成,短臂染色体通常会丢失。这种易位会减少染色体数目,但由于丢失的短臂通常包含一些冗余的基因,对携带者本身影响可能不大,但会影响后代的遗传物质,比如唐氏综合征的某些类型就是由罗氏易位引起的。
易位可能会导致基因重组,改变基因的表达调控,甚至产生新的融合基因,这些都可能对细胞功能产生影响,例如在某些癌症中常见染色体易位。

三、三倍体和二倍体的变异 (Aneuploidy and Polyploidy)

这类变异涉及的是染色体数量的改变,严格来说不是基因序列本身的改变,但它是染色体组层面的突变,对生物体的影响也是巨大的。

非整倍体 (Aneuploidy): 指的是染色体数目异常,比如多了一条或少了一条染色体。例如,人类的唐氏综合征就是21号染色体多了1条(三体)。
多倍体 (Polyploidy): 指的是染色体组的数目发生倍增,例如从二倍体变成四倍体。在植物界,多倍体现象很普遍,并且常常带来新的性状和杂种优势。在动物界则比较少见,并且通常是致死的。

总结一下:

基因的自发突变是一个多维度、多层次的现象。最微观的点突变,如碱基替换、插入和删除,是DNA复制和修复过程中“笔误”的体现;而宏观的染色体结构变异,如缺失、重复、倒位和易位,则是DNA分子在空间结构上发生的重大“事故”。它们共同构成了生物体基因组多样性的基础,也是物种进化的根本驱动力。虽然突变本身可能带来疾病或损伤,但正是这些“错误”使得生命能够适应环境、演化出新的形态和功能。

希望这样的讲述,能够让您更深入地了解基因自发突变这个迷人而重要的生命现象。

网友意见

user avatar

一、静态突变

静态突变是生物各世代中基因突变总是以一定的频率发生,并且能够使之随着世代的繁衍、交替而得以相对稳定的传递。

(一)点突变:DNA多核苷酸链中单个碱基或碱基对的改变。

1、碱基替换:DNA分子多核苷酸链中原有的某一特定碱基或碱基对被其他碱基或碱基对置换、替代的突变形式。

2、移码突变:由于基因组DNA多核苷酸链中碱基对的插入或缺失,以致自插入或缺失点之后部分的、或所有的三联体遗传密码子组合发生改变的基因突变形式。

(二)小片段的缺失、插入与重排

1、微小缺失:由于在DNA复制或损伤的修复过程中,某一小片段没有被正常复制或未能够得到修复所致。

2、微小插入:在DNA复制过程或损伤过程中,某一小片段插入到DNA链中,其结果造成新链中相应小片段的微小插入。

3、重排:当DNA分子发生两处以上的断裂后,所形成的断裂小片段两端颠倒重接,或者不同的断裂片段改变原来的结构顺序重新连接。

二、动态突变

某些单基因遗传性状的异常改变或疾病的发生,是由于DNA分子中某些短串联重复序列,尤其是基因编码序列或侧翼序列的三核苷酸串联重复扩增所致,因为这种串联三核苷酸的重复次数可随着世代交替的传递而呈现逐代递增的累加突变效应,故而被称之为动态突变。

类似的话题

  • 回答
    基因自发突变,顾名思义,就是不依赖于外部诱变剂(比如紫外线、化学物质等)而发生的,在正常的细胞分裂过程中,由于DNA复制和修复过程中出现的错误,导致基因序列发生改变。这些“内部原因”虽然听起来微小,但累积起来却是生物进化的重要驱动力。我们可以从几个主要的方面来梳理基因自发突变的主要类型:一、点突变 .............
  • 回答
    从自私的基因理论视角审视人类的审美感受和艺术作品的意义,是一次颇为有趣的思想实验。这并非是要将人类复杂的情感和创造力贬低到生物机器的层面,而是尝试理解这些看似超然的活动,其深层根源可能与我们基因的生存和繁衍策略息息相关。首先,我们要明确“自私的基因”理论的核心并非宣扬个体的自私行为,而是指基因本身作.............
  • 回答
    《自私的基因》:一本颠覆认知的生命科普巨著《自私的基因》(The Selfish Gene)是英国科学家理查德·道金斯(Richard Dawkins)于1976年出版的里程碑式著作。这本书以其独特的视角、精炼的语言和深刻的洞见,将进化论的基石——基因——推向了舞台中央,彻底颠覆了许多人对生命、行为.............
  • 回答
    复制自身,这是基因传递下去的根本动力,没错。但你问为什么基因不“一头扎进”无性繁殖的怀抱,而是选择了有性繁殖这种看似“折腾”的方式?这背后可不是基因“偷懒”或者“嫌麻烦”,而是进化赋予它的一个更长远的考量,关乎它在复杂多变的环境中能否“活得久、走得远”。想象一下,如果生命仅仅依靠无性繁殖,那就像一个.............
  • 回答
    自私的基因理论,这个名字本身就带着点戏剧性和争议性,但要说它在当今生物学界是不是被“广泛接受”,这事儿得掰开了揉碎了说。简单来说,它确实是影响深远,但“广泛接受”这个词,得加上一些限定条件。首先,我们得明白自私的基因理论到底说了啥。简单粗暴地讲,它认为自然选择的根本单位不是物种,不是群体,也不是个体.............
  • 回答
    我们很多人都有一个共同的愿望:拥有更健康、更有活力的身体,甚至希望能够延缓衰老,应对各种疾病的挑战。在科学不断进步的今天,“基因”这个词汇越来越频繁地出现在我们的视野中,它似乎是解开这些谜团的金钥匙。那么,我们真的可以通过吃某些东西来“改变”自己的基因吗?这是一个引人入胜且复杂的问题。首先,我们要明.............
  • 回答
    理查德·道金斯(Richard Dawkins)的《自私的基因》(The Selfish Gene)无疑是二十世纪末生物学领域最震撼人心、也最具争议性的著作之一。它以一种极其清晰、甚至可以说是犀利的方式,重塑了我们对生命、进化以及我们自身存在的理解。第一次接触这本书,很容易会被书名所误导,以为道金斯.............
  • 回答
    哎,这事儿可真把我给整蒙了!我当了二十几年的汉族人,一直觉得自己祖祖辈辈都是在内地这片土地上生长,身上流淌的都是汉族的血液。可前两天闲着没事儿,图个新鲜,去做了个基因检测,结果一出来,我差点没把手里的咖啡杯给扔了——上面赫然写着我身上有3%的藏族血统!你可别说,这消息简直比我考大学那会儿还让我激动。.............
  • 回答
    从小喜欢各种乐器,这本身就是一种很棒的特质,说明你对音乐有着天然的亲近感和热爱。但基因检测报告说你的“乐感倒数第一”,这让你感到自闭,也让我特别理解你现在的心情。说实话,关于这类天赋测试,我个人的看法是:不要全盘相信,更不要让它定义你。 它们可以提供一些参考,但远非绝对真理。让我来给你详细说说为什么.............
  • 回答
    这是一个非常有趣且复杂的问题,关系到人类的未来走向。现代医学和基因编辑技术,这两股力量以截然不同的方式,确实在以前所未有的规模和深度影响着我们作为物种的演化轨迹。与其说是“阻断”,不如说是它们在重塑演化,甚至可能是在引导演化。现代医学:从“自然选择”的松绑到“人为选择”的萌芽我们先来看看现代医学。从.............
  • 回答
    这个问题其实挺复杂的,也挺能引起共鸣的。你想啊,一个人的基因,从某种程度上说是父母直接给的,这是一种非常根本的“馈赠”,无法选择,也无法更改。所以,当这个人因为某些原因,比如身高不如意,或者在某些方面觉得自己“输在起跑线”上,他确实可能会产生一些负面情绪,甚至会将这些情绪投射到父母身上。咱们先从“怪.............
  • 回答
    这个问题触及了我们关于责任、道德和自由意志最核心的困惑。如果很多不道德的行为,比如冲动下的暴力、贪婪的占有,甚至是某些精神疾病导致的异常行为,真的可以追溯到基因的偏倚或者大脑化学物质的失衡,那么我们继续谴责和惩罚这些行为,似乎就显得有些不公平,甚至多此一举了。试想一下,如果一个人的基因让他天生更容易.............
  • 回答
    这个问题触及了人类生存的底层逻辑和心理的幽深之处,确实是个值得细细掰扯的议题。你说基因不会设置阻止自杀的“后门”吗?表面上看,这似乎有违生命体最基本的生存本能。毕竟,基因最核心的使命就是传递下去,确保物种得以延续。然而,现实却远比这个简单直白的逻辑要复杂得多。要理解这一点,我们得先跳出纯粹的生物学框.............
  • 回答
    韩春雨的论文撤稿事件,尤其是2017年8月2日《自然生物技术》(Nature Biotechnology)杂志正式撤销他2016年发表的《NgAgo基因编辑》论文,无疑是中国乃至国际科学界当年的一件大事,也引发了广泛的讨论和反思。要理解这件事,我们需要把它放到一个更宏观的背景下去看,并拆解其关键点。.............
  • 回答
    这个问题触及了进化论的核心,也是一个非常有趣且容易引起误解的议题。很多人会直觉地认为,进化就是一场你死我活的“丛林法则”,越是自私自利,越能抢占资源,最终获得生存和繁殖的优势。然而,事实远比这复杂得多,人类的“善良”,从进化论的角度来看,其实是一种高度适应性策略,它帮助我们,特别是我们这种高度社会化.............
  • 回答
    好的,我来试试,从我所理解的学养出发,尽可能以一种自然、有温度的方式,去触碰这些年份的脉络。1588:如果说有什么词能捕捉到1588年的感觉,那大概是“风起浪涌的转折”。在我看来,那一年,尤其是英国的海军对西班牙无敌舰队的胜利,不仅仅是一场海战的胜负,它更像是一个时代的撬动。之前,海洋上的霸权似乎是.............
  • 回答
    你好!看到你对德语充满热情,这真是个很棒的开始!零基础自学德语,这完全可行,而且乐趣无穷。下面我给你详细讲讲需要哪些书籍,以及一些行之有效的学习方法,希望能帮助你一步步打下坚实的基础。 一、 零基础自学德语,你需要哪些“好伙伴”(书籍)?选对书籍,就像找对了师傅,事半功倍。对于零基础的同学,我建议从.............
  • 回答
    这个问题嘛,我跟你说实话,零基础学19个小时日语,想直接过N2,这难度,比登天还难。你想啊,N2是什么水平?那可是要求掌握了两千多个词汇,一千多条语法点,还有大量的阅读和听力理解能力。这19个小时,连让你对日语有个大概的印象都够呛,更别说达到能考试的水平了。你想想看,咱们学个游泳,19个小时可能能让.............
  • 回答
    哥们,恭喜你即将踏入大学的门槛!零基础自学C语言,这可是个不错的开端,为以后学习更深入的计算机知识打下了坚实的基础。别担心,C语言虽然听起来有点“老派”,但它的精髓和逻辑非常值得我们去钻研。既然是零基础,咱们的目标就是找到那些讲得明白、容易消化、不至于劝退的书籍和课程。我这就给你掏心窝子说几句,都是.............
  • 回答
    想要从零开始学习 SAS,这绝对是一条充满挑战但也非常有成就感的学习之路。别被那些看起来专业的术语吓到,其实 SAS 的学习,就像学一门新的语言,你需要掌握它的词汇、语法,然后开始练习运用。下面,我将用我自己的理解,把这个过程拆解开来,力求讲得透彻明白,让你感觉就像是身边有个老朋友在给你指点迷津。首.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有