人类基因变异到底是有多神奇

2025-03-13 14:21:44

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回答1：

生命的延续是遗传信息的传递,遗传物质核酸(DNA/RNA)揭开了人类认识自我和生命奥秘的微观世界。
2015年的诺贝尔化学奖授予了瑞典、美国、土耳其三位科学家,以表彰其在“DNA修复的机制研究”做出的卓越贡献。
人体细胞共约有40-60万亿个,而人类基因组却是由23对染色体组成,其中包括22对体染色体、1条X染色体和1条Y染色体,含有约30亿个DNA碱基对。人体之所以能够精准地完成生命信息的复制和遗传过程,要归功于人基因组的“超强纠错功能”。
然而,人类基因组是否有可能发生突变呢?
蜘蛛侠(Spider-Man)是美国漫画超级英雄,他本名彼得·本杰明·帕克(Peter Benjamin Parker),原是一位普通的高中生,后意外的被一只受过放射性感染的蜘蛛咬伤后,获得了蜘蛛一般的超能力。
这种被辐射感染的蜘蛛咬伤后,使得人类自身的基因组发生突变的科幻场景,是否具有科学依据呢?
如果只是蜘蛛毒素的作用,恐怕难以实现;然而,如果考虑到蜘蛛体内存在另外一种生物——逆转录病毒,那么,情况有可能会这样发展。逆转录病毒在生命过程活动中,有一个从RNA到DNA的逆转录过程,即在逆转录酶的作用下病毒基因整合到人类细胞的遗传物质中,而辐射可引起病毒逆转录的变异频率和重组速率的大幅度提升。
逆转录病毒为RNA病毒,它们的基因组编码在一条单链RNA上,病毒具有穿透细胞的能力,可有效地感染干细胞、组织细胞、皮肤细胞等多种类型的细胞;当病毒进入细胞,通过逆转录作用,RNA即转变为双链DNA分子,DNA进入细胞核并整合在宿主细胞基因组中。以病毒作为载体通过感染的方式可以将外源功能DNA 导入到人的细胞染色体中。
由此,他获得了超凡力量和敏捷速度,可以在物体表面上行动自如。"能力越大,责任越大",一位打击犯罪的超级英雄“蜘蛛侠”诞生了。
除此之外,人类基因变异还具有更大的可能性吗?
再举个美国漫画中的例子。核物理学家罗柏特·布鲁斯·班纳(Robert Bruce Banner)博士在一次意外中被γ炸弹放射线大量辐射,身体产生惊天异变,一旦他情绪愤怒心率骤增的时候就会变成绿巨人。
γ射线真的可以诱发基因突变吗? 生物体在受辐射条件下,将诱发生物体的DNA链上发生碱基序列或结构的改变,由于碱基序列或结构的变化导致了所编码蛋白质的合成或酶的活性,生物体随之发生性状的改变。
正常的生物具有修复DNA损伤的能力,而在电离辐射的作用下,由于其所诱发的基因突变频率与射线的剂量大体成正比例;若少数未经修复的损伤发生复制,则错误信息的DNA碱基顺序会被编入到后代的DNA中去,于是就导致变异。
一般来说,核爆炸会产生贯穿辐射,主要由强γ射线和中子流组成。由于γ射线的波长非常短,频率高,因此具有非常大的能量而且穿透本领极强。人体受到γ射线照射时,γ射线可以进入到人体的内部,并与体内细胞发生电离作用,甚至导致基因突变,而产生机体的重大变异。因此,班纳博士获得惊人的力量和速度,超强的精力和耐力以及非凡的重生治愈能力,成为不可思议的“绿巨人”浩克。
当然,能够使基因发生突变的方式不止这两种,而且,也并非每一种变异都可以像科幻中那样获得超能力,基因的变异是一个非常复杂的过程,这不是短时间内就可以成功的。
不过,生命的本质和起源一直是人类孜孜不倦探索的永恒主题,对于自身的遗传和进化更是这一主题中的焦点;然而,人类对自身的生命奥秘并未能完全掌握,科幻也是基于一定的科学原理做出的设计,对潜在未来科技的前瞻探索。人类成功登陆月球迈向太空,何尝不是对古人“举杯邀明月”感怀的科学实践呢?

回答2：

人类基因变异到底有多神奇
全部人类基因组约有2.91Gbp，约有39000多个基因；平均的基因大小有27kbp
目前已经发现和定位了26000多个功能基因，其中尚有42%的基因尚不知道功能
基因数量少得惊人：一些研究人员曾经预测人类约有14万个基因，但Celera公司将人类基因总数定在2.6383万到3.9114万个之间，不超过40,000，只是线虫或果蝇基因数量的两倍，人有而鼠没有的基因只有300个。如此少的基因数目，而能产生如此复杂的功能，说明基因组的大小和基因的数量在生命进化上可能不具有特别重大的意义，也说明人类的基因较其他生物体更'有效'，人类某些基因的功能和控制蛋白质产生的能力与其他生物的不同。

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