葉俊傑:基因突變

2019-07-29
葉俊傑
香港專業教育學院(IVE)應用科學系講師
 
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近年過節如沒活雞吃,多是拜H5N1病毒變種所賜。所謂病毒變種,就是病毒出現基因突變(Mutation),即基因或染色體因自然或誘發的原因導致排序及結構上的改變。染色體及基因突變是一把雙面刃,既可以令物種進步,亦可能推至滅門之路。

當細胞每一次進行有絲分裂及減數分裂時,染色體便有機會因突變而造成結構上的改變。基因突變後所製造的蛋白功能可能會有缺失或增加的情況,這視乎蛋白本身的性質及受突變影響的基因序列而定。

癌症因基因突變所致

癌症是基因突變最常導致的後天疾病,主要影響控制細胞分裂及生長的基因,情形有如交通燈失靈,綠燈長亮,於是細胞失控的不停生長及分裂,成為不滅(Immortal)的癌細胞。

癌症的發生主要因為以下兩類基因受影響:腫瘤抑制基因及原致癌基因。腫瘤抑制基因的主要功能是抑制有問題的細胞,如細胞有結構缺陷或其DNA受損時,這基因能減低有問題的細胞繼續生長,若腫瘤抑制基因突變,有問題的細胞便好像失去了制衡一樣。另外,原致癌基因負責調控細胞死亡,例如當負責調節細胞生長的Ras基因發生突變,令細胞凋亡的功能,又或稱為細胞程式死亡(Programmed Cell Death)失靈,變成不滅的癌細胞。

流感經基因洗牌

每年政府在流感高峰期都會提醒市民打「流感針」,有人會奇怪,何以此針打一次還不夠,要每年都接種疫苗?這主要因為流感病毒的基因組有高突變率的特性。

流感病毒的基因組可分為八段核糖核酸(RNA)分子,若受感染的個體內有多於一種的流感病毒,它們就會交換遺傳物質,即是我們常聽見的洗牌效應或稱為基因段互換及重新排列組合(Segment Reassortment)。突變及重新排列的基因組會避過免疫系統的檢測而令人致病,所以每一年我們也要接種疫苗以應付多變的流感病毒。

在研究人類進化過程中,科學家會利用殘留在化石中的基因片段跟現代人的基因組作出比較。當中發現某些現代基因是由古代基因經過突變演變出來的,例如嗅覺受體的基因跟古代基因就十分相似。事實上,基因突變在人類進化史中是一個非常重要、令人類獲得新能力的機制,兩者的關係就像汽車及其方向盤,若果沒有基因突變這個方向盤,人類這輛汽車只能向前行,不可能因應環境改變而轉方向了。

 

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