什么是突變?

什么是突變?

2019-08-14 21:00:58  微科普
本文作者:吳柏華

發表時間:2019-08-14 21:00:58作者:吳柏華來源:微科普字體大小:A+  A-
21世紀進入生物時代,人們已經了解了生命的許多奧秘,人類的對生物特種的認識越來越多,各種各樣新奇的生物陸續被發現;人們也在認識深度上有所突破,人類的外科手術已經攻進頭顱和心臟,人類可以造出神藥來治病,可以模仿上帝改造基因。但是有一樣東西人類至今無法超越:  突變!  這是一個令人聞風喪膽的詞。

1945年8月6日早上的8點15分——在原子彈爆炸的時刻,約5萬人參加了在廣島市和平紀念公園舉行的“原子彈爆炸死難者慰靈式暨和平祈念儀式”。這是廣島核爆的74周年。當時原子彈爆炸造成廣島市超過十萬名居民死亡,城市遭到毀滅性打擊。 除了直接氣化和死亡的人,由于爆炸發射出了大量的α射線、β射線、γ射線和中子,導致200,000人因癌癥和其他長期并發癥死亡。而這就是射線造成的突變所致,大量的得白血病而死亡。

另外,歷史上還有一次重大的突變事件,那就是——切爾諾貝利核事故。

1986年,蘇聯的這次災難所釋放出的輻射線劑量是投在廣島的原子彈的400倍以上,由于沒有防護措施,核輻射塵污染的云層飄往眾多地區,包括歐洲和北美。當時消防員沒被告知是反應堆爆炸,火雖然滅了,但是都得了急性放射病。烏克蘭政府宣稱此次事故影響了240萬人的身心健康。

人類再厲害,也不過是肉身之軀,這誰頂得住啊?如果說核爆引起的突變是瞬間摧毀性的,那么人類歷史上曾發生了一起溫柔的而殘忍的突變,猶如溫水煮青蛙。這就要講到了X光的發現史了。

1895年,德國科學倫琴發現在實驗室發現了一種射線,可以在特殊材料下留下熒光,這種射線就是X射線。

《手術兩百年》里介紹X射線的發現史講生動而具體。由于這射線在穿過軟硬組織的能力不同,便可以顯示出人體內部骨骼的結構,這在醫學上是個突破。但是好奇如貓的人們并不知道,這射線是會導致突變的。X光試鞋機、X光脫光機,拍X光成了當時的一個時尚。不僅許多杰出的科學家為之獻出了生命,就連平民老百姓也有許多得了癌癥而死。

后來,人們才及時制止了這一行為,控制了照射的劑量與時間。再挜人們可以把不同角度的X射線影像合成成三維圖像,也就有了今天的CT。

說了那么多,那究竟什么是突變?

維基上說,突變(英語:Mutation,即基因突變)在生物學上的含義,是指細胞中的遺傳基因(通常指存在于細胞核中的去氧核糖核酸)發生的改變。它包括單個堿基改變所引起的點突變,或多個堿基的缺失、重復和插入。原因可以是細胞分裂時遺傳基因的復制發生錯誤、或受化學物質、基因毒性、輻射或病毒的影響。

說人話,就是你的細胞里的DNA變了。

你再怎么斗,也斗不過DNA。但是呢,突變也可以是個有益的詞。

在物種的進化上,突變起了很大的功勞,突變也被視為演化的“推動力”:不理想的突變會經天擇過程被淘汰,而對物種有利的突變則會被累積下去。如果沒有它,今天的你可能還只是個“蟲子”。

在藥物研發中,人們利用了突變和高通量篩選的方法,加速了突變,也就加速了進步的過程,這樣人們可以選出自然界不存在的生命,雖然機率很小,但是萬一運氣好呢?就像地球上的生命在概率上是可能的一樣,還是實現了。

最后,來解釋下人們比較關心的幾個問題:

醫院的X光機會引起突變嗎?

X光機、CT機會引起突變,但影響不大,在美國《癌癥治療與研究技術》雜志投稿的美國洛約拉大學醫學中心研究員詹姆斯·威爾什博士表示 ,人體有能力修復X光、CT掃描機其他醫學成像檢查產生的低劑量輻射造成的損傷。

人體內自發的突變幾率, 是環境中低劑量背景輻射導致的突變幾率的250萬倍。醫學成像檢查產生的低劑量輻射導致人體突變幾率的小幅度上升也不可能超過人體自身的防御能力。

所以說只要不過量檢測,做胸透,拍牙齒的X光都可以放心。

安檢機的輻射量安全與否,食物是否會突變?

與我們肉眼所能看見的光一樣,X光也是一種電磁波。X光波長短, 能量大,在物質中的穿透能力強。因為行李安檢時對成像質量的要求沒有醫學上那樣高,所以行李安檢儀中X光的強度要小得多,輻射劑量約為醫用X光成像儀的1%。

而且行李安檢儀的四面都用一定厚度的鉛板屏蔽,行李安檢通道也用鉛膠簾遮擋,可將安檢儀外表面的輻射劑量減少約兩個數量級。行李X光安檢儀外部的輻射是微量的,但應注意不要將手伸到鉛膠簾內取行李。

要是這個簾破了你一定要和工作人員說哦。

機場安檢X光全身掃描儀所用到的是后向散射X光探測技術,使用的是能量較低的X光,僅能進入人體皮膚組織幾毫米,其目的是瞅瞅你表面有沒有金屬刀具、武器。接受一次全身安檢所受到的輻射劑量大約相當于拍一次X光片的五千分之一。

目前X線安檢中常用的X線波長范圍為0.008~0.031 nm  , 經過它照射的食物不存在輻射殘留, 不影響人們食用。

曬太陽會導致突變嗎?

怕就是怕里邊的紫外線。紫外線(UV)是電磁波譜的組成部分,在200到400nm之間,波長比可見光譜的紫色更短,因此得名紫外線。紫外可直接導致嘧啶二聚化,直接阻止質粒DNA的復制,或錯誤修復后誘發突變。也可導致產生活性氧而引起突變。但是最厲害的紫外已經在大氣層被過濾掉了。

紫外線太少會導致維生素D的缺乏,太多則可能會導致皮膚與DNA直接受損。所以這是一個權衡的問題,只要曬到皮膚極限以下,就是有益的,但是這個極限一般又看不同的人。

微波爐會導致突變,烤箱會導致突變?

這個嘛 ,你加熱到那么高溫之后,別說突變這點小破壞,里邊的DNA可是全被破壞掉了,DNA解旋后,沒有聚合酶(蛋白也被破壞了),是不可能恢復的。所以說,只要你煮熟了,不存在DNA會影響人體的情況。

(本文作者吳柏華,系微科普編輯、中國科學院生物化學與細胞學研究所碩士。)

責編:微科普

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