
基因突变是指由于DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构的改变。这种改变可以是自发的,也可以是诱发的,其发生具有随机性、稀有性、可逆性、少利多害性和不定向性等特点。基因突变对生物进化具有重要意义,也是遗传学研究和育种工作的关键素材。
根据突变类型的不同,基因突变可以分为碱基置换、移码、缺失和插入等。碱基置换指的是某位点一对碱基的改变;移码突变是指某位点添加或减少1-2对碱基;缺失突变则是指基因内部缺失某个DNA小段;插入突变则是指基因内部增添一小段外源DNA。
基因突变对人类有正面和负面影响。在诱变育种中,诱变剂可以提高生物产生基因突变的几率,从而选育出优良品种。此外,基因突变在害虫防治和检测环境中的诱变物质方面也发挥重要作用。值得注意的是,大多数突变对生物是有害的,与癌症的发生也有密切关系。
加州大学旧金山分校的Elizabeth Blackburn教授的一项研究发现,通过插入一个小遗传突变到癌细胞中,可以显著减缓癌细胞的生长,甚至导致细胞自杀。这种突变的目标是癌细胞中高度活跃的端粒酶,该酶在细胞复制过程中帮助维持染色体结构。突变的RNA可以阻断端粒酶的功能,从而破坏癌细胞。
研究发现,低水平的突变RNA可以显著降低乳腺癌和前列腺癌细胞的生长速度,使更多细胞死亡,并在活体小鼠中减小乳腺癌肿瘤。尽管目前还不清楚突变对癌细胞生长的具体机制,但这项研究为癌症治疗提供了新的方向。
此外,基因突变在电子游戏中也有所应用,如《命令与征服:红色警戒》中,尤里的基因突变器能够将敌方步兵单位转变成狂兽人,但警犬和海豚等动物不会被转变成狂兽人,而是被杀死。