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基因突變特性

  不論是真核生物還是原核生物的突變,也不論是什么類型的突變,都具有隨機性、低頻性和可逆性等共同的特性。

  普遍性

  基因突變在自然界各物種中普遍存在。

  隨機性

  T.H.摩爾根在飼養(yǎng)的許多紅色復(fù)眼的果蠅中偶然發(fā)現(xiàn)了一只白色復(fù)眼的果蠅。這一事實說明基因突變的發(fā)生在時間上、在發(fā)生這一突變的個體上、在發(fā)生突變的基因上,都是隨機的。以后在高等植物中所發(fā)現(xiàn)的無數(shù)突變都說明基因突變的隨機性。在細菌中則情況遠為復(fù)雜。在含有某一種藥物的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細菌時往往可以得到對于這一藥物具有抗性的細菌,因此曾經(jīng)認為細菌的抗藥性的產(chǎn)生是藥物引起的,是定向的適應(yīng)而不是隨機的突變。S.盧里亞和M.德爾布呂克在1943年首先用波動測驗方法證明在大腸桿菌中的抗噬菌體細菌的出現(xiàn)和噬菌體的存在無關(guān)。J.萊德伯格等在1952年又用印影接種方法證實了這一論點。方法是把大量對于藥物敏感的細菌涂在不含藥物的培養(yǎng)基表面,把這上面生長起來的菌落用一塊滅菌的絲絨作為接種工具印影接種到含有某種藥物的培養(yǎng)基表面,使得兩個培養(yǎng)皿上的菌落的位置都一一對應(yīng)。根據(jù)后一培養(yǎng)基表面生長的個別菌落的位置,可以在前一培養(yǎng)皿上找到相對應(yīng)的菌落。在許多情況下可以看到這些菌落具有抗藥性。由于前一培養(yǎng)基是不含藥的,因此這一實驗結(jié)果非常直觀地說明抗藥性的出現(xiàn)不依賴于藥物的存在,而是隨機突變的結(jié)果,只不過是通過藥物將它們檢出而已。

  稀有性

  在第一個突變基因發(fā)現(xiàn)時,不是發(fā)現(xiàn)若干白色復(fù)眼果繩而是只發(fā)現(xiàn)一只,說明突變是極為稀有的,也就是說野生型基因以極低的突變率發(fā)生突變(一些有代表性的基因突變率見表)。在有性生殖的生物中,突變率用每一配子發(fā)生突變的概率,也就是用一定數(shù)目配子中的突變型配子數(shù)表示。在無性生殖的細菌中,突變率用每一細胞世代中每一細菌發(fā)生突變的概率,也就是用一定數(shù)目的細菌在分裂一次過程中發(fā)生突變的次數(shù)表示。據(jù)估計,在高等生物中,大約10^5~10^8個生殖細胞中,才會有1個生殖細胞發(fā)生基因突變。雖然基因突變的頻率很低,但是當(dāng)一個種群內(nèi)有許多個體時,就有可能產(chǎn)生各種各樣的隨機突變,足以提供豐富的可遺傳的變異。

  可逆性

  野生型基因經(jīng)過突變成為突變型基因的過程稱為正向突變。正向突變的稀有性說明野生型基因是一個比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。突變基因又可以通過突變而成為野生型基因,這一過程稱為回復(fù)突變。從表中同樣可以看到回復(fù)突變是難得發(fā)生的,說明突變基因也是一個比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。不過,正向突變率總是高于回復(fù)突變率,這是因為一個野生型基因內(nèi)部的許多位置上的結(jié)構(gòu)改變都可以導(dǎo)致基因突變,但是一個突變基因內(nèi)部只有一個位置上的結(jié)構(gòu)改變才能使它恢復(fù)原狀。

  少利多害性

  一般基因突變會產(chǎn)生不利的影響,被淘汰或是死亡,但有極少數(shù)會使物種增強適應(yīng)性。

  不定向性

  例如控制黑毛A基因可能突變?yōu)榭刂瓢酌腶+或控制綠毛的a-基因。

  有益性

  一般基因突變是有害的,但是有極為少數(shù)的是有益突變。例如一只鳥的嘴巴很短,突然突變變種后,嘴巴會變長,這樣會容易捕捉食物或水。

  一般,基因突變后身體會發(fā)出抗體或其他修復(fù)體進行自行修復(fù)??墒怯幸恍┩蛔兪遣豢苫剞D(zhuǎn)性的。突變可能導(dǎo)致立即死亡,也可以導(dǎo)致慘重后果,如器官無法正常運作,DNA嚴(yán)重受損,身體免疫力低下等。如果是有益突變,可能會發(fā)生奇跡,如身體分泌中特殊變種細胞來保護器官,身體,或在一些沒有受骨骼保護的部位長出骨骼?;蚺cDNA就像是每個人的身份證,可他又是一個人的先知,因為它決定著身體的衰老、病變、死亡的時間。

  獨立性

  某一基因位點的一個等位基因發(fā)生突變,不影響另一個等位基因,即等位基因中的兩個基因不會同時發(fā)生突變。

 ?、匐[性突變:當(dāng)代不表現(xiàn),F(xiàn)2代表現(xiàn);

 ?、陲@性突變:當(dāng)代表現(xiàn),與原性狀并存,形成鑲嵌現(xiàn)象或嵌合體。

  重演性

  同一生物不同個體之間可以多次發(fā)生同樣的突變。

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