基因突变的特性
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遗传学中的基因突变遗传学是研究生物遗传规律和遗传变异的科学,而基因突变是遗传学中一个重要的概念。
基因突变指的是基因本身的序列发生了改变,从而导致基因功能的改变或丧失。
在本文中,我们将讨论基因突变的类型、机制以及对生物种群以及人类健康的影响。
一、基因突变的类型基因突变可以分为多种类型,包括点突变、插入突变、缺失突变和倒位突变等。
其中,点突变是最常见的一种基因突变类型。
点突变可以进一步细分为错义突变、无义突变和同义突变。
错义突变是指基因序列改变导致了对应蛋白质中的氨基酸发生改变。
这种突变可能会导致蛋白质结构的改变,从而影响其功能。
无义突变是指基因序列改变导致蛋白质合成提前终止,使得完整的蛋白质无法产生。
同义突变是指基因序列改变导致蛋白质中的氨基酸发生改变,但并不影响蛋白质的功能。
除了点突变外,插入突变是指在基因序列中插入了新的碱基,导致基因序列的改变。
缺失突变是指基因序列中丢失了部分碱基,导致基因信息的缺失。
倒位突变是指基因序列中的一部分碱基与同一基因的其他区域发生了互换位置的现象。
二、基因突变的机制基因突变可以由多种机制引起,包括自发突变、诱变剂诱导突变以及突变体的复制。
自发突变是指在正常的细胞分裂过程中,由于复制错误或DNA修复机制的失效,导致了基因序列的改变。
这种突变与外界因素无关,是一种自发的现象。
诱变剂诱导突变是指外界化学物质或物理因素对基因突变的诱导作用。
一些化学物质或辐射能够直接或间接地引起基因序列改变,从而导致基因突变的发生。
这种突变是外界因素引起的,与细胞自身的分裂过程无关。
突变体的复制是指在有性生殖过程中,由于DNA修复机制的缺陷或复制错误,导致了基因突变在后代中的传递。
这种突变是由遗传传递引起的,常见于生物种群中。
三、基因突变对生物种群的影响基因突变对生物种群的影响是多方面的。
首先,基因突变是生物进化的重要驱动力之一。
基因突变带来的变异为物种的进化提供了新的遗传材料,使物种能够在环境变化中适应和生存。
基因突变的特点有:1、普遍性:基因突变是普遍存在的。
2、随机性:基因突变是随机发生的。
3、不定向性:基因突变是不定向的。
4、低频性:对于一个基因来说,在自然状态下,因突变的频率是很低的。
5、多害少益性:大多数突变是有害的。
6、可逆性:基因突变可以自我回复(频率低)。
7、重复性:基因突变在同一生物不同细胞间、同种生物不同个体间有重复性。
1.普遍性由于自然界中诱发基因突变的因素很多,而且它还可以自发产生,因此,基因突变在生物界中是普遍存在的。
2.随机性随机性指基因突变发生的时间,发生的突变个体,发生突变的基因等,都是随机的。
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。
一般来说,在生物个体发育中,基因突变发生的时期越迟,生物体表现出来的突变的部分就越少。
3.不定向性基因突变的不定向性体现在一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因。
4.稀有性突变是极为稀有的,即突变的频率很低。
一般来说,细菌的突变率为1(T4〜10—1G,高等生物的突变率为1CT5〜1CT8。
虽然基因突变频率低,但是当一个种群内有很多个体时,就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。
5.可逆性基因突变还具有可逆性。
突变基因可以通过突变而成为野生型基因,这一过程称为回复突变。
正向突变率总是高于回复突变率,一个突变基因的内部只有一个位置上的结构改变才能够使它恢复原状。
6.少利多害性一般基因突变都是会产生一些不利的影响,例
如被淘汰或是死亡。
只有极少数的基因突变是有利的,可能会使物种的适应性增强。
基因突变基因突变发生的时期:1.生物个体发育的任何时期中均可发生突变,即体细胞和性细胞均能发生突变。
2.性细胞的突变率高于体细胞:性细胞在减数分裂末期对外界环境条件的敏感性较大;性细胞发生的突变可以通过受精过程直接传递给后代。
3.突变后的体细胞常竞争不过正常细胞,会受到抑制或最终消失需及时与母体分离无性繁殖经有性繁殖传递给后代。
许多植物的―芽变‖就是体细胞突变的结果:发现性状优良的芽变及时扦插、压条、嫁接或组织培养繁殖和保留。
芽变在农业生产上有着重要意义,不少果树新品种就是由芽变选育成功的,如:温州密桔温州早桔。
但芽变一般只涉及某一性状,很少同时涉及很多性状。
4.基因突变通常独立发生:某一基因位点的一个等位基因发生突变时,不影响另一个等位基因,即等位基因中两个基因不会同时发生突变(AA,aa)。
三、基因突变的一般特征:㈠、突变的重演性和可逆性:1.重演性:同一生物不同个体间可以多次发生同样的突变。
2.可逆性:显性基因A通过正突变(u) 形成的隐性基因a 又可经过反突变(v) 又形成显性基因A。
3.多方向性:基因突变的方向不定,可多方向发生:如A a,可以A a1、a2、a3、…都是隐性。
a1,a2,a3,… 对A来说都是对性关系,但其之间的生理功能与性状表现各不相同。
4.复等位基因:指位于同一基因位点上各个等位基因的总体。
复等位基因并不存在于同一个体中(同源多倍体除外),而是存在于同一生物群内。
如人类血型ABO系统。
复等位基因的出现增加生物多样性提高生物的适应性提供育种工作更丰富的资源使人们在分子水平上进一步了解基因内部结构。
1.突变的有害性:多数突变对生物的生长和发育往往是有害的。
某一基因发生突变长期自然选择进化形成的平衡关系就会被打破或削弱进而打乱代谢关系引起程度不同的有害后果一般表现为生育反常或导致死亡。
2.致死突变:即导致个体死亡的突变。
致死基因(lethal alleles):指可以导致个体死亡的基因,包括隐性致死基因(recessive lethal alleles)和显性致死基因(dominant lethal alleles)。