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基因突變是錯誤還是目的?

基因突變是一種錯誤或損傷,大部分複製應該是完美複製,是否如此? 突變是否都是由於外部因素引起的? 這裡的外部是廣義的,即除基因本身外任何因素包括細胞層面甚至其他基因。是否可能在可控環境下保證完美複製?能否證明突變是"錯誤"而不是機制本身決定的?即複製機制本身的目的是完美複製還是突變複製? 勿噴


卸腰

在細胞中,當我們看到基因完成了倍增,其真實過程包括:一次複製+多次檢查+修改錯誤。從這個意義上說,根本沒有完美複製,但檢查幾近完美。這種檢查糾錯的機制隨著物種的進化也不斷的增強,突變率也隨著進化而下降。檢查機制的存在與不斷增強說明生物是不希望突變發生的。簡單來說,就是「穩定是大局」。

當然,對於真核生物而言,基因組太大了,複製本身就夠麻煩了,更何況還要不停的檢查和糾錯呢,所以很多高等生物也進化出應對策略:對編碼蛋白與小RNA等功能原件的區域(以人類基因組為例,蛋白編碼區約佔全基因組<2%),檢查就很「仔細」;而非編碼區域的檢查系統就比較「懈怠」,以減輕工作量和能量損耗。所以非編碼區突變就多一些,編碼區就少一些。這是基因本身性質決定的。

機器再精密也是有出錯率的,基因複製、檢查、和糾錯的酶也與機器一樣,都存在錯誤幾率,即使層層檢查,人類每代人之間都會平均多出64個突變位點。當然,錯誤基本處在非編碼區,不會有功能性影響。考慮到人類基因組大小是6GB(以二倍體計算),這種錯誤率是千萬分之一,可以稱為奇蹟了。

如此巨大的工程量,還能保證這麼超高的精準度,是所有人類工程無法企及的,在現實世界裡,這就是完美。


算是一種無可奈何吧 進化出了糾正機制 但是 總會有意外 也是一種必然

其實 生命也好 宇宙也罷 一切都是意外的累加罷了


首先換個角度來思考突變,比如從進化的角度。

生物體進化的本質是更加適應環境,使得自己的遺傳物質能夠更好地保留和傳遞下去。當一種生物在當前環境中處於穩定的生存狀態時,穩定是最需要追求的東西,突變是需要摒棄的——因為突變可能造成不利於個體生存的性狀,比如白血病。

但是突變有很多種,除了上述的有害突變外,還有:1)沒意義的突變——比如非基因區域的突變,不改變氨基酸序列也不影響蛋白結構的突變等等;2)改變了生物體的某個性狀但是沒啥影響的突變——比如你的頭髮顏色從黑變成紅;3)有利的突變——想像下你變成spider man。

以上三種突變,3是能夠使你在環境中生存得更好、遺傳物質,比如人類近一萬年進化出了乳糖耐受。重點來講講1和2。2其實都可以看做一種儲存和預防,這些突變都是沒有意義的,但是僅僅是在當前的環境下沒有意義,換一個環境就不見得了。舉個玩笑一樣的例子:地球上突然出現了一種專吃黑頭髮人類的生物,人類拿他們無可奈何,染髮也不管用,剃光也不管用,也打不過……這種情況下,之前進化出紅頭髮的那些人,將成為人類適應新環境的主力軍,舊人類被淘汰。1也是一樣的,目前我們對基因組的了解非常淺薄,但是哪怕是發生在非基因間的突變,也可能是一種假基因的變化,未來可能就構成了某個新基因的多樣性。

從進化的角度來了解了突變之後,你就會發現,突變對於目前的穩態環境下,是沒有必要的,但是對於整個物種在地球上幾萬、幾十萬甚至幾百萬年的生存來說,是必要的。因此,突變是不可能消失的,完美複製是不會存在的(也沒必要存在,因為絕大多數突變都是上述1和2,有害突變跟彩票中的彩票似的);但是突變率也不會太高,大概是10的-9次方數量級的,太高了有害突變率會增加,影響個體生存。


這個問題現在沒有定論。

為什麼我由此想到了幾個哲學問題,我是誰,我從哪裡來,我存在的意義,


你問的有問題。

1、基因突變無關對錯。

2、基因突變也不是目的,而是手段。

----------------------------------------------------突變不可避免的發生(其他答主解釋過了),突變是演化的原材料。

通過基因突變實現了演化。

如果實現絕對精確複製,那麼這個物種無法面對多變的環境。

----------------------------------------------------為什麼生物大多數選用DNA?因為它可以比較精確的複製,而且還有可觀的突變率。


1. 是否存在真正的隨機?

2. 人類存在的意義是什麼?

基因突變是不是錯誤,其目的是什麼,答案無論如何都具有主觀性


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