今天呦呦看到了個新聞。
NASA太空人DNA發生永久突變?
最新消息,NASA太空人史考特在國際太空站待了340天,回到地球3年後,科學家對他展開全身的檢查。
然後和他的雙胞胎兄弟進行基因比對,結果顯示史考特「免疫系統和DNA修復功能」出現突變,是無法恢復的永久損傷。
認知神經科學家稱,這不會對太空人造成直接危險,但不排除會增加他們未來罹患癌症的風險。
研究人員認為,史考特的基因產生突變有5種可能,其中包括太空輻射、零重力環境對生理帶來的衝擊等。
正是因為有前赴後繼的太空人們去實際接觸太空,為科學家研究宇宙提供了重要的數據。
有為此得病的太空人,有為此犧牲的太空人,但是並不能阻止人類探索宇宙的熱情。
呦呦向所有太空人致敬!
那麼什麼是DNA和DNA突變?
DNA這個詞彙我們並不陌生,也會在日常生活中提到。
它的全稱是脫氧核糖核酸,是一種分子結構複雜的有機化合物,是作為染色體的一個重要成分而存在於細胞核內。
DNA最具有特色的就是它的雙螺旋結構。
DNA結構的發現是科學史上最具傳奇性的「章節」之一。
發現DNA結構是劃時代的成就,但發現它的方法是模型建構法,模型建構法就像小孩子拼圖遊戲一樣的「拼湊」法。而在這場「拼湊」中表現最出色的是沃森和克裡克。
DNA最早發現是在1869年瑞典醫生弗雷德裡希·米歇爾發現的。
但是DNA的結構一直是個謎,科學家們也在一直探索中。
1951年2月,在義大利舉行的生物大分子結構會議上展示了一張非常精美的DNA的X光衍射照片。
沃森當時對DNA研究有著濃厚興趣,根據此圖他斷定DNA的結構是一個螺旋體,他把這種想法告訴了他的合作者克裡克,兩人打算做一個DNA模型。
他們構建了一個又一個模型,還邀請了威爾金斯、富蘭克林等當時知名的DNA科學家討論,但最後都被否定了。
最後終於在1952年下半年做出了現在的雙螺旋分子結構的金屬模型,並請威爾金斯和富蘭克林做了精細的實驗數據去比較,發現雙螺旋結構模型是完全正確的。
1953年4月,英國的《自然》雜誌刊登了沃森和克裡克在英國劍橋大學合作的研究成果:DNA雙螺旋結構的分子模型。
這一成果被譽為是20世紀以來生物學方面最偉大的發現,標誌著分子生物學的誕生。
後來1962年,沃森、克裡克和威爾金斯獲得了諾貝爾醫學和生理學獎,而富蘭克林因患癌症於1958年病逝而未能被授予該獎。
真沒想到DNA的模型研究從發現到確定結構間隔了80多年!
那麼DNA到底有什麼作用呢,讓科學們對此如此熱衷?
DNA的最主要功能就是引導生物發育與生命機能運作,儲藏遺傳信息。
帶有遺傳訊息的DNA片段稱為基因,基因支持著生命的基本構造和性能。
基因中儲存著生命的種族、血型、孕育、生長、凋亡等過程的全部信息。
我們人類,包括其他一切生物體的生、長、衰、病、老、死等一切生命現象都與基因有關。
它同樣也是決定生命健康的內在因素。
DNA如果受損傷後,體內的細胞會對受傷後的DNA起一種反應,而這種反應可能使DNA結構恢復原樣,重新能執行它原來的功能。
但有時並不能完全消除DNA的損傷,只是使細胞能夠耐受這DNA的損傷而能繼續生存。
有時候細胞未能完全修復DNA的損傷,而存留下來的損傷會在其他條件下顯示出來,如細胞的癌變等。
所以說如果細胞不具備這種DNA修復功能,就無法應對DNA損傷事件,對癌症就沒有太大的免疫功能了。
那麼為什麼會說DNA突變?
DNA突變是指基因組DNA分子發生的突然的、可遺傳的變異現象。
基因雖然十分穩定,能在細胞分裂時精確地複製自己,但這種穩定性是相對的。
在一定的條件下,基因也可以從原來的存在形式突然改變成另一種新的存在形式,就是在一個位點上,突然出現了一個新基因,代替了原有基因。
這就是DNA突變,通常稱為基因突變。
基因突變通常都是「不好」的,因為它會導致細胞運作不正常,或者導致細胞死亡,可能會引發腫瘤癌症等病狀,當然是對機體不利的。
但是有時為了適應環境,而如果基因永遠不會發生突變,那這種生物恐怕要被淘汰。
那些對環境適應性有損害的基因突變,會通過自然選擇最終被淘汰。
而那些對物種有利的突變則會累積並傳遞下去,從而保持物種對各種環境的適應,保持物種的活力。
所以生物的進化就是基因突變!
還有一些其他因素也會導致基因的變異:
1、溫度因素,高寒地帶由於溫度的驟變會引起多倍體變異;
2、化學因素,一些化學物質可能會使基因在複製時發生錯誤,引起突變;
3、時間因素,在基因不斷的複製過程中可能會發生一些錯誤,引起突變。
史考特的基因產生突變可能就是因為環境產生了變化。
太空輻射、零重力環境等環境因素對史考特的基因產生了突變。
雖然這種突變目前沒造成什麼影響,但不排除會增加他未來罹患癌症的風險。
接近一年的太空生活確實給太空人史考特的身體帶來不少變化。
這段期間他的頸動脈和視網膜變厚、體重變輕、腸道微生物增多,以及認知能力下降。
不過這些症狀大多在回到地球6個月後逐漸消失。
唯獨基因中8.7%的變化未能恢復。
史考特的健康狀況還在繼續觀測中,但是我們對宇宙的探知也會繼續。
面對浩瀚的宇宙,我們人類未知的東西太多太多,這也是不得不付出的代價。
再次向所有太空人致敬!