第7章 思考和疑问

月净星,看着宇宙,所有的众生,内心充满着,各种各样的思考和疑问。

佛道:“特性。你们,从这个方面儿也可以觉悟。不论是真核生物还是原核生物的突变,也不论是什么类型的突变,都具有随机性、低频性和可逆性等,共同的特性。”

精灵曰:“普遍性。基因突变,在自然界各物种中,普遍存在。”

月净星,听到之后,还是感到很疑惑。

佛道:“随机性。T.H.摩尔根在饲养的许多红色复眼的果蝇中,偶然发现了一只,白色复眼的果蝇。这一事实说明,基因突变的发生在时间上、在发生这一突变的个体上、在发生突变的基因上,都是随机的。以后在高等植物中,所发现的无数突变,都说明基因突变的随机性。在细菌中则情况,远为复杂。在含有某一种药物的培养基中培养细菌时,往往可以得到对于这一药物,具有抗性的细菌,因此曾经认为细菌的抗药性的产生,是药物引起的,是定向的适应,而不是随机的突变。S.卢里亚和M.德尔布吕克在1943年首先,用波动测验方法证明,在大肠杆菌中的抗噬菌体细菌的出现和噬菌体的存在无关。J.莱德伯格等在1952年,又用印影接种方法证实了,这一论点。方法是把大量对于药物敏感的细菌,涂在不含药物的培养基表面,把这上面生长起来的菌落,用一块灭菌的丝绒,作为接种工具印影接种到含有,某种药物的培养基表面,使得两个培养皿上的菌落的位置,都一一对应。根据,后一培养基表面,生长的个别菌落的位置,可以在前一培养皿上,找到相对应的菌落。在许多情况下,可以看到这些菌落,具有抗药性。由于前一培养基,是不含药的,因此这一实验结果,非常直观地说明,抗药性的出现,不依赖于药物的存在,而是随机突变的结果,只不过是通过药物,将它们检出而已。”

精灵曰:“稀有性。在第一个突变基因发现时,不是发现若干白色复眼果绳而是只发现一只,说明突变是极为稀有的,也就是说野生型基因以极低的突变率,发生突变(一些有代表性的基因突变率见表)。在有性生殖的生物中,突变率用每一配子发生突变的概率,也就是用一定数目,配子中的突变型配子数表示。在无性生殖的细菌中,突变率用每一细胞世代中,每一细菌发生突变的概率,也就是用一定数目的细菌在分裂一次过程中发生突变的次数表示。据估计,在高等生物中,大约10^5~10^8个生殖细胞中,才会有1个生殖细胞发生基因突变。虽然基因突变的频率很低,但是当一个种群内有许多个体时,就有可能产生,各种各样的随机突变,足以提供,丰富的可遗传的变异。”

月净星,充满着很多的兴趣。

佛道:“可逆性。野生型基因经过突变,成为突变型基因的过程,称为正向突变。正向突变的稀有性,说明野生型基因,是一个比较稳定的结构。突变基因,又可以通过突变,而成为野生型基因,这一过程称为回复突变。从表中同样可以看到回复突变,是难得发生的,说明突变基因,也是一个比较稳定的结构。不过,正向突变率总是高于,回复突变率,这是因为一个野生型基因,内部的许多位置上的结构改变,都可以导致——基因突变,但是一个突变基因内部,只有一个位置上的结构改变,才能使它恢复原状。”

精灵曰:“少利多害性。一般基因突变会产生不利的影响,被淘汰或是死亡,但有极少数,会使物种增强适应性。”

月净星,无比的好奇。

佛道:“不定向性。例如,控制黑毛A基因,可能突变为,控制白毛的a+或控制绿毛的a-基因。”

精灵曰:“有益性。一般基因突变是有害的,但是……有极为少数的是有益突变。例如,一只鸟的嘴巴很短,突然突变变种后,嘴巴会变长,这样会容易捕捉食物或水。一般,基因突变后身体,会发出抗体或其他修复体,进行自行修复。可是有一些突变,是不可回转性的。突变可能导致,立即死亡,也可以导致,惨重后果,如器官无法正常运作,DNA严重受损,身体免疫力低下等。如果是有益突变,可能会发生奇迹,如身体分泌中特殊变种细胞来保护器官,身体,或在一些没有受骨骼保护的部位,长出骨骼。基因与DNA就像是,每个人的身份证,可他又是,一个人的先知,因为它决定着,身体的衰老、病变、死亡的时间。”

月净星,对于这些,生物上的因果,感到惊讶……

佛道:“独立性。某一基因位点的一个等位基因发生突变,不影响另一个等位基因,即等位基因中的两个基因不会同时发生突变。①隐性突变:当代不表现,F2代表现。②显性突变:当代表现,与原性状并存,形成镶嵌现象或嵌合体。”

精灵曰:“重演性。同一生物不同个体之间可以多次发生同样的突变。”

月净星,更加认真的听着,无上的道理……

佛道:“影响。你们知道,又有哪些嘛?”

精灵曰:“同义突变。无论是碱基置换突变还是移码突变,都能使多肽链中氨基酸组成或顺序发生改变,进而影响蛋白质或酶的生物功能,使机体的表型出现异常。碱基突变对多肽链中氨基酸序列的影响一般有下列几种类型。⑴同义突变(same sense mutation):碱基置换后,虽然每个密码子变成了另一个密码子,但由于密码子的简并性,因而改变前、后密码子所编码的氨基酸不变,故实际上不会发生突变效应。例如,DNA分子模板链中GCG的第三位G被A取代,变为GCA,则mRNA中相应的密码子CGC就变为CGU,由于CGC和CGU都是编码精氨酸的密码子,故突变前后的基因产物(蛋白质)完全相同。同义突变约占碱基置换突变总数的25﹪。”

月净星,无比好奇地听着,这些知识……

佛道:“错义突变。这些你们,可以觉悟吗?错义突变(missense mutation):碱基对的置换使mRNA的某一个密码子变成编码,另一种氨基酸的密码子的突变,称为错义突变。错义突变,可导致机体内某种蛋白质或酶在结构及功能发生异常,从而引起疾病。如……人类正常血红蛋白β链的第六位是谷氨酸,其密码子为GAA或GAG,如果第二个碱基A被U替代,就变成GUA或GUG,谷氨酸则被缬氨酸所替代,形成异常血红蛋白HbS,导致个体产生镰形细胞贫血,产生了突变效应。”

精灵曰:“无义突变。这些,也就更加的重要。无义突变(nonsense mutation):某个编码氨基酸的密码突变,为终止密码,多肽链合成提前终止,产生没有生物活性的多肽片段,称为无义突变。例如,DNA分子中的ATG中的G被T取代时,相应mRNA链上的密码子便从UAC变为UAA,因而使翻译就此停止,造成肽链缩短。这种突变在多数情况下会影响蛋白质或酶的功能。”

月净星,对于这些事情,更加认真地思考……