什么是突變?

21世紀(jì)進(jìn)入生物時(shí)代,人們已經(jīng)了解了生命的許多奧秘,人類(lèi)的對(duì)生物特種的認(rèn)識(shí)越來(lái)越多,各種各樣新奇的生物陸續(xù)被發(fā)現(xiàn);人們也在認(rèn)識(shí)深度上有所突破,人類(lèi)的外科手術(shù)已經(jīng)攻進(jìn)頭顱和心臟,人類(lèi)可以造出神藥來(lái)治病,可以模仿上帝改造基因。但是有一樣?xùn)|西人類(lèi)至今無(wú)法超越:  突變!  這是一個(gè)令人聞風(fēng)喪膽的詞。

1945年8月6日早上的8點(diǎn)15分——在原子彈爆炸的時(shí)刻,約5萬(wàn)人參加了在廣島市和平紀(jì)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(dāng)時(shí)原子彈爆炸造成廣島市超過(guò)十萬(wàn)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(fā)射出了大量的α射線、β射線、γ射線和中子,導(dǎo)致200,000人因癌癥和其他長(zhǎng)期并發(fā)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(lián)的這次災(zāi)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(méi)有防護(hù)措施,核輻射塵污染的云層飄往眾多地區(qū),包括歐洲和北美。當(dāng)時(shí)消防員沒(méi)被告知是反應(yīng)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(chēng)此次事故影響了240萬(wàn)人的身心健康。

人類(lèi)再厲害,也不過(guò)是肉身之軀,這誰(shuí)頂?shù)米“?如果說(shuō)核爆引起的突變是瞬間摧毀性的,那么人類(lèi)歷史上曾發(fā)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(fā)現(xiàn)史了。

1895年,德國(guó)科學(xué)倫琴發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)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(shù)兩百年》里介紹X射線的發(fā)現(xiàn)史講生動(dòng)而具體。由于這射線在穿過(guò)軟硬組織的能力不同,便可以顯示出人體內(nèi)部骨骼的結(jié)構(gòu),這在醫(yī)學(xué)上是個(gè)突破。但是好奇如貓的人們并不知道,這射線是會(huì)導(dǎo)致突變的。X光試鞋機(jī)、X光脫光機(jī),拍X光成了當(dāng)時(shí)的一個(gè)時(shí)尚。不僅許多杰出的科學(xué)家為之獻(xiàn)出了生命,就連平民老百姓也有許多得了癌癥而死。

后來(lái),人們才及時(shí)制止了這一行為,控制了照射的劑量與時(shí)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(shuō)了那么多,那究竟什么是突變?

維基上說(shuō),突變(英語(yǔ):Mutation,即基因突變)在生物學(xué)上的含義,是指細(xì)胞中的遺傳基因(通常指存在于細(xì)胞核中的去氧核糖核酸)發(fā)生的改變。它包括單個(gè)堿基改變所引起的點(diǎn)突變,或多個(gè)堿基的缺失、重復(fù)和插入。原因可以是細(xì)胞分裂時(shí)遺傳基因的復(fù)制發(fā)生錯(cuò)誤、或受化學(xué)物質(zhì)、基因毒性、輻射或病毒的影響。

說(shuō)人話,就是你的細(xì)胞里的DNA變了。

你再怎么斗,也斗不過(guò)DNA。但是呢,突變也可以是個(gè)有益的詞。

在物種的進(jìn)化上,突變起了很大的功勞,突變也被視為演化的“推動(dòng)力”:不理想的突變會(huì)經(jīng)天擇過(guò)程被淘汰,而對(duì)物種有利的突變則會(huì)被累積下去。如果沒(méi)有它,今天的你可能還只是個(gè)“蟲(chóng)子”。

在藥物研發(fā)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(jìn)步的過(guò)程,這樣人們可以選出自然界不存在的生命,雖然機(jī)率很小,但是萬(wàn)一運(yùn)氣好呢?就像地球上的生命在概率上是可能的一樣,還是實(shí)現(xiàn)了。

最后,來(lái)解釋下人們比較關(guān)心的幾個(gè)問(wèn)題:

醫(yī)院的X光機(jī)會(huì)引起突變嗎?

X光機(jī)、CT機(jī)會(huì)引起突變,但影響不大,在美國(guó)《癌癥治療與研究技術(shù)》雜志投稿的美國(guó)洛約拉大學(xué)醫(yī)學(xué)中心研究員詹姆斯·威爾什博士表示 ,人體有能力修復(fù)X光、CT掃描機(jī)其他醫(yī)學(xué)成像檢查產(chǎn)生的低劑量輻射造成的損傷。

人體內(nèi)自發(fā)的突變幾率, 是環(huán)境中低劑量背景輻射導(dǎo)致的突變幾率的250萬(wàn)倍。醫(yī)學(xué)成像檢查產(chǎn)生的低劑量輻射導(dǎo)致人體突變幾率的小幅度上升也不可能超過(guò)人體自身的防御能力。

所以說(shuō)只要不過(guò)量檢測(cè),做胸透,拍牙齒的X光都可以放心。

安檢機(jī)的輻射量安全與否,食物是否會(huì)突變?

與我們?nèi)庋鬯芸匆?jiàn)的光一樣,X光也是一種電磁波。X光波長(zhǎng)短, 能量大,在物質(zhì)中的穿透能力強(qiáng)。因?yàn)樾欣畎矙z時(shí)對(duì)成像質(zhì)量的要求沒(méi)有醫(yī)學(xué)上那樣高,所以行李安檢儀中X光的強(qiáng)度要小得多,輻射劑量約為醫(yī)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(gè)數(shù)量級(jí)。行李X光安檢儀外部的輻射是微量的,但應(yīng)注意不要將手伸到鉛膠簾內(nèi)取行李。

要是這個(gè)簾破了你一定要和工作人員說(shuō)哦。

機(jī)場(chǎng)安檢X光全身掃描儀所用到的是后向散射X光探測(cè)技術(shù),使用的是能量較低的X光,僅能進(jìn)入人體皮膚組織幾毫米,其目的是瞅瞅你表面有沒(méi)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(dāng)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(zhǎng)范圍為0.008~0.031 nm  , 經(jīng)過(guò)它照射的食物不存在輻射殘留, 不影響人們食用。

曬太陽(yáng)會(huì)導(dǎo)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(zhǎng)比可見(jiàn)光譜的紫色更短,因此得名紫外線。紫外可直接導(dǎo)致嘧啶二聚化,直接阻止質(zhì)粒DNA的復(fù)制,或錯(cuò)誤修復(fù)后誘發(fā)突變。也可導(dǎo)致產(chǎn)生活性氧而引起突變。但是最厲害的紫外已經(jīng)在大氣層被過(guò)濾掉了。

紫外線太少會(huì)導(dǎo)致維生素D的缺乏,太多則可能會(huì)導(dǎo)致皮膚與DNA直接受損。所以這是一個(gè)權(quán)衡的問(wèn)題,只要曬到皮膚極限以下,就是有益的,但是這個(gè)極限一般又看不同的人。

微波爐會(huì)導(dǎo)致突變,烤箱會(huì)導(dǎo)致突變?

這個(gè)嘛 ,你加熱到那么高溫之后,別說(shuō)突變這點(diǎn)小破壞,里邊的DNA可是全被破壞掉了,DNA解旋后,沒(méi)有聚合酶(蛋白也被破壞了),是不可能恢復(fù)的。所以說(shuō),只要你煮熟了,不存在DNA會(huì)影響人體的情況。

(本文作者吳柏華,系微科普編輯、中國(guó)科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞學(xué)研究所碩士。)

責(zé)編:微科普

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