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基因突变是指DNA分子中碱基序列发生的永久性改变。它是生物进化的原动力,也是遗传多样性产生的重要机制。基因突变可能发生在DNA复制过程中,也可能由外界因素诱发。
基因突变根据DNA序列变化的性质可以分为不同类型。点突变是最常见的类型,指单个碱基的替换,如图中C-G碱基对变成A-T碱基对。此外还有插入突变和缺失突变,分别是DNA序列中插入或删除一个或多个碱基。
基因突变的原因多种多样。内在因素包括DNA复制过程中的错误和细胞代谢产生的活性氧。外在因素包括物理因子如紫外线和电离辐射,化学因子如烷化剂和碱基类似物,以及生物因子如病毒感染。这些因素都可能导致DNA结构发生改变。
基因突变对生物体的影响是多样的。有害突变可能导致蛋白质功能异常或完全丧失,引起遗传疾病。有益突变能够提高生物的适应性,是进化的动力。中性突变对表型没有明显影响,但增加了遗传多样性。突变的影响程度取决于突变位置和类型。
基因突变是生物进化的根本动力。在一个群体中,突变产生新的基因变异,这些变异通过自然选择得到检验。有益的突变会在群体中逐渐增加频率,而有害的突变则被淘汰。经过多代选择,有益突变在群体中固定下来,推动物种的进化。