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中性突变

来自 孔夫子旧书网 的图片

中性突变是全国科学技术名词审定委员会审定、公布的科技类名词术语。

中国,从来就是一个文化底蕴极度丰富的国家,中国的文字,更是凝聚着中国的文化精魂[1]。中国最早出现的和文字相关的文化记忆就是仓颉造字,小小的文字中蕴藏了无限的文化[2],然后就出现了最初的甲骨文

目录

名词解释

中性突变指基因中碱基的突变虽然导致多肽链中相应位置的氨基酸发生变化,但该变化并不引起蛋白质功能的改变。

历史

60年代以来,随着分子生物的异军突起,人们对进化的认识也开始深入到分子水平。生物分子的进化是生物进化的重要组成部分,综合进化理论的“选择”仍是指自然选择,因而它发展了达尔文的进化论。但它未能在分子水平上阐述遗传机制,故仍然是不完美的。随着分子生物学的建立与发展,这一不足为另一新说“中性突变论”所克服。1968年,日本学者木村资生 根据分子生物学的研究资料,首先提出了分子进化的中性学说,简称“中性学说”或“中性突变的随机漂变理论”。向达尔文的自然选择学说提出了挑战。此后,许多学者又根据大量的研究成果予以肯定。美国学者J.L.金和T.H.朱克斯用大量分子生物学实验和资料肯定了这一学说,并把这一学说称为非达尔文主义。

20世纪50年代,科学家们先后搞清了不同生物体内具有相同功能的一些蛋白质的氨基酸序列和核酸的核苷酸序列。他们发现,生物间的亲缘关系越近,这些生物大分子间的差异越小;亲缘关系越远,差异越大。科学家们还发现,随着生物由低级到高级的演化,同一种分子中的氨基酸或核苷酸以一定的速率置换着,也就是说每一种生物大分子不论在哪种生物体内,都以一定的速度进化着。例如,各种脊椎动物血红蛋白分子α链中的氨基酸,都是以每年大约10个的速度置换着,并且置换的速度与环境的变化和生物时代的长短无关。这种分子水平上的置换是由基因突变造成的,其中多数对生物的性状既没有表现出有利也没有表现有害,属于中性突变或近中性突变。例如,决定苯丙氨酸的密码子可以是UUU,也可以是UUC,如果RNA分子中的一个碱基被置换(U→C),使UUU突变成了UUC,新密码的意义与原密码的相同。由于中性突变对生物的生存和繁殖能力没有影响,自然选择对它们也就不起作用。它们在种群中的保存、扩散和消失完全是随机的,这种现象称为随机漂变。随机漂变经过日积月累,积少成多,会使同种生物的不同种群间出现巨大的差异,就可能形成不同的物种。该理论认为:生物在分子水平上的进化是基于基因不断产生“中性突变”的结果,它也是在群体中产生的,而不像综合进化理论所主张的突变有好有坏那样,而这种“中性突变”既无好处也无坏处。它并不受自然选择的作用,而是通过群体内个体的随机交配以及突变基因随同一些基因型固定下来或消失不见(即被淘汰掉),新种的形成主要不是由微小的长期有利变异积累而成,而是由那些无适应性的、无好坏利害之分的中性突变积累而成。即生物在分子水平的大多数突变是中性的或近似中性的,它们既没有好坏利害之别,又没有适应和不适应之分,因此自然选择对它们不起作用。中性学说的出发点是中性突变,在中性突变过程中,哪一种变异能够保存下来,哪一种变异趋于消失,全靠机遇,而不是达尔文的自然选择,这个过程叫做“遗传漂变”。由于它完全不受自然选择的作用,实际上就否定了自然选择,甚至还认为生物进化与环境无关,故此理论是“非达尔文主义”的。

该学说对认识物种进化的贡献在于:揭示了基因突变在分子水平上进化的特殊性,这为达尔文主义和综合进化理论所不及。但它最大的缺陷是解释不了“基因型”(也就是某种可能性)怎样变成“表型”(也就是现实性)以及物种形成的原因,因此,它在解释生物进化上仍是不足的。在科学条件下,它可以看做是达尔文进化论(包括综合进化理论)的补充和发展。   100多年来,进化论经受了各种考验,同时也在不断从科学发展中吸取营养,进化论的研究正从原来的个体进化水平向群体进化水平发展,进化论也在不断地进化中,另一方面它又朝着分子进化水平纵深发展。

参考文献