一篇关于射线与基因突变的科普短文

热度 28已有 1008 次阅读2013-8-18 21:09

射线对人体的伤害是多方面的,引起基因突变是其中危害最大的。以下一篇短文讲述的是诺贝尔奖获得者穆勒先生利用X射线进行果蝇基因突变试验,可从中了解射线对基因作用的原理与过程。

 

在上世纪初,达尔文的理论已经使得人们相信生物的遗传总不会是一成不变的,否则进化将无法进行。少数情况下,生物旳性状会忽然展示出某些新的特征。1886年,荷兰植物学家Hugo de Vries首次注意到野生月见草的这种改变,并将这种变化描述为“突变”(mutation)。突变使得特定生物具备了潜在多样性,以便更好地适应自然。随着染色体和基因的发现,人们一直试图从遗传物质改变的角度来解释突变,穆勒抓住了这个研究方向。

1918年,穆勒提出了一个基于同源染色体交叉的突变假说,即:基因的突变是逐渐积累的,隐性突变并不会立即显现。当同源染色体发生交叉,遗传物质发生互换(基因重组)时,这些突变的结果才有机会以突然出现的形式表现出来。如此,穆勒的研究重心开始转向致死性突变的发生率以及影响因素上来。

在基因研究团队中,摩尔根和他的助手们为了得到新的遗传性状几乎无所不用其极,但究竟哪种手段能够帮助果蝇产生可遗传的变异却无人能说得清。包括温度、化学物质、x射线等各种因素都被用来检查是否与果蝇基因突变之间存在关联,只是X射线并未作为首要的影响因素来研究。穆勒先摸索了温度的作用,发现温度与基因突变率之间存在一些联系。然后穆勒转向X射线,研究团队众人所不够重视的领域,恰恰是穆勒孜孜以求的目标。

1926年,穆勒终于收获了振奋人心的实验结果。数据显示,在使用不同剂量的x射线照射果蝇后,随着x线照射剂量的加大,果蝇基因突变的频率有了相应的提高。有人将此事形象地比喻为:在x光照射下,生物体内就像被埋进了无数极小的高爆手榴弹,这些手榴弹四处爆炸,要么将细胞结构撕成碎片,要么将其重新打乱重排。如果有手榴弹在基因附近爆炸,那么基因的结构和功能也将被改变,直至引起生物体自身性状的突变。

【五十六岁时的赫尔曼·穆勒】

这是一个极其重要的发现。在过去,基因突变大多只能寄希望于自然界缓慢而低效的影响。穆勒的成果标志着人类将借助射线的力量简单地影响和改变基因,从而窥探上帝的意志,这在生物学和遗传学研究上有着非同寻常的意义。射线的力量不仅仅局限于果蝇,很快人们就发现这种力量是普适的,从简单的病毒到高级的植物和哺乳动物莫不如是。研究射线生物学影响的工作、研究基因突变过程的工作、研究基因复制过程的工作等直接导致了新的科学分支的产生。为此,诺贝尔奖评审委员会将1946年的诺贝尔医学奖授予了穆勒。

而放射线的力量也终于引起了人们的普遍关注,尤其是在原子弹爆炸之后。事实上,穆勒曾担任过曼哈顿计划的顾问,但是他本人并不知道这个计划是做什么的。核辐射造成的伤害和悲剧越来越引起公众的担忧,作为辐射危害领域的先行者,穆勒积极投身于反核战争威胁的政治活动中。1955年,穆勒参与签署了《罗素-爱因斯坦宣言》,该宣言由11位享誉世界的杰出科学家联名签署,并于后来间接推动了世界控制核武器工作的开展。


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回复 tdcnet 2013-9-4 11:46
  
回复 假面 2014-1-7 08:50
  

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