人類基因變異到底有多神奇?
- 發佈時間:2016-05-13 01:29:55 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
■第二看臺
人體細胞共約有40—60萬億個,而人類基因組卻是由23對染色體組成,含有約30億個DNA鹼基對。人體之所以能夠精準地完成生命資訊的複製和遺傳過程,要歸功於人基因組的“超強糾錯功能”。
然而,人類基因組是否有可能發生突變呢?
蜘蛛俠是美國漫畫中的超級英雄,他本名彼得·本傑明·帕克,原是一位普通的高中生,後意外的被一隻受過放射性感染的蜘蛛咬傷後,獲得了蜘蛛一般的超能力。
這種被輻射感染的蜘蛛咬傷後,使得人類自身的基因組發生突變的科幻場景,是否具有科學依據呢?
如果只是蜘蛛毒素的作用,恐怕難以實現;然而,如果考慮到蜘蛛體記憶體在另外一種生物——逆轉錄病毒,那麼,情況有可能會這樣發展。逆轉錄病毒在生命過程活動中,有一個從RNA到DNA的逆轉錄過程,即在逆轉錄酶的作用下病毒基因整合到人類細胞的遺傳物質中,而輻射可引起病毒逆轉錄的變異頻率和重組速率的大幅度提升。
逆轉錄病毒為RNA病毒,它們的基因組編碼在一條單鏈RNA上,病毒具有穿透細胞的能力,可有效地感染幹細胞、組織細胞、皮膚細胞等多種類型的細胞;當病毒進入細胞,通過逆轉錄作用,RNA即轉變為雙鏈DNA分子,DNA進入細胞核並整合在宿主細胞基因組中。以病毒作為載體通過感染的方式可以將外源功能DNA導入到人的細胞染色體中。
由此,他獲得了超凡力量和敏捷速度,可以在物體表面上行動自如。“能力越大,責任越大”,一位打擊犯罪的超級英雄“蜘蛛俠”誕生了。
除此之外,人類基因變異還具有更大的可能性嗎?
再舉個美國漫畫中的例子。核物理學家羅柏特·布魯斯·班納博士在一次意外中被γ炸彈放射線大量輻射,身體産生驚天異變,一旦他情緒憤怒心率驟增的時候就會變成綠巨人。
γ射線真的可以誘發基因突變嗎?生物體在受輻射條件下,將誘發生物體的DNA鏈上發生鹼基序列或結構的改變,由於鹼基序列或結構的變化導致了所編碼蛋白質的合成或酶的活性,生物體隨之發生性狀的改變。
正常的生物具有修復DNA損傷的能力,而在電離輻射的作用下,由於其所誘發的基因突變頻率與射線的劑量大體成正比例;若少數未經修復的損傷發生複製,則錯誤資訊的DNA鹼基順序會被編入到後代的DNA中去,於是就導致變異。
一般來説,核爆炸會産生貫穿輻射,主要由強γ射線和中子流組成。由於γ射線的波長非常短,頻率高,因此具有非常大的能量而且穿透本領極強。人體受到γ射線照射時,γ射線可以進入到人體的內部,並與體內細胞發生電離作用,甚至導致基因突變,而産生機體的重大變異。因此,班納博士能獲得驚人的力量和速度,超強的精力和耐力以及非凡的重生治愈能力,成為不可思議的“綠巨人”浩克。
當然,能夠使基因發生突變的方式不止這兩種,而且,也並非每一種變異都可以像科幻中那樣獲得超能力,基因的變異是一個非常複雜的過程,這不是短時間內就可以成功的。
(來源:科學大院微信公眾號)
- 股票名稱 最新價 漲跌幅