中国每年为什么会新增2600万个有害基因突变？_备孕

首先，为什么是2600万个有害基因突变呢？因为根据2015年国家统计局的数字，中国每年平均有2600万对新人登记结婚，因此假设这些人会在之后的时间里繁衍后代，那么每一次基因的重组都会导致突变风险。接下来从以下几个方面对此进行分析。

变异是进化的根源

如果基因复制很完美，所有变异都会被消灭，如果变异出现频率很快，那么地球生物会和现在完全不一样。

几十年前科学家以为变异很罕见，决定进化速度的是变异出现的几率。而1965年，蛋白质同功酶的发现以及最近DNA测序技术的普遍化，我们知道这观点是错误的，自然界的变异是很普遍的。1975年后由研究戈拉帕格斯群岛（达尔文曾在此研究生物，对进化论产生很重要的群岛）的雀鸟，研究特立尼达岛的古比鱼，夏威夷的蚊子以及研究受到捕鱼行动影响鱼类种群性质，得出结论当自然选择压力很强，并且群体的个体数量多（个体多产生变异可能性就大）的情况下，进化速度可以非常快。所以全球变暖导致的环境变化会不会灭绝所有物种，要看这些物种能不能产生足够适应环境变化的变异。

所有多样性的根本来源在于变异，有性繁殖的基因重组可以在变异基础上增强变异多样性的交流，所以有性繁殖一般有更大的多样性面对环境变化。

变异种类有： 1.DNA序列变异和 2.染色体变异。

染色体变异也分为：1.染色体数量变异（之前观后感我提到过染色体最少生物（狗蛔虫）是1条，最多生物（另一种线虫）有一千条染色体）以及2.染色体结构变异。自然界DNA变异占主导地位。

每次细胞分裂都有可能发生基因突变，而人体的癌细胞生成就是一种突变。正因为如此很少突变的细胞很难得癌症，人不会得心脏癌；但是皮肤，肺，肠等器官的细胞经常分裂替换，所以更可能发生癌变。

2.变异速率

DNA序列变异可以是片段重复，倒置（顺序颠倒排列），易位（也就是基因可能会从一个染色体变到另外一个染色体）。

基因变异必须适度才能对生物体有利：如果基因变异太慢，生物体将无法适应环境变化。基因变异太快，则一些选择下来的有益基因可能会被破坏（身体中的假基因就是因为由正常基因遭到变异破坏来的）

无性繁殖物种很容易控制变异速率，因为控制变异速率的基因和其他被控制基因肯定是在一起的。但是有性繁殖物种很难控制变异速率。因为会出现染色体重组以及染色体交叉。（凌哥在这里举个例子：假如老板带着一群员工坐车去某个目的地，老板走在员工前面控制他们的步伐，他们要到达目的地需要一趟趟的换公交车，但是也许来了某辆车，装不下所有人了，老板带着几个人上了头一辆车，其他员工上了下一辆车，那么这些剩下的员工就失去老板控制了。这里每辆车相当于一个个的生物体，老板是控制变异速率的基因，员工是其他被控制的基因，而换车就是性繁殖基因重组。所以有性繁殖倒几次车，队伍就走散了。但是无性繁殖相当于坐的是专车，不需要换车，所以老板可以全程控制员工。）

所以不少细菌，病毒有很好的控制基因突变率的机制（前面观后感提到了，遇到环境变化，有些细菌可以加速基因突变尝试产生抗药性）科学家甚至可以在实验室人为操控细菌变异速率。人类等高等生物也许也有类似机制，但是作用不明显。

每次分裂基因变异概率是:RNA 是十万分之一，DNA十亿分之一，单个DNA基因是十万到百万分之一，单个性状是千分之一到十万分之一，每个原核生物基因组是千分之一，每个真核生物基因组是十分之一到10（也就是平均变异10次）

可以看到DNA比RNA稳定太多了，科学家甚至可以从几万年前的尼安德特人骨骼化石中提取DNA片段。这也是后来生物进化出用DNA作为遗传物质的缘故，这样可以减少有利基因的变异侵蚀。而很多病毒以及细菌的变异概率是千分之一，这个不是偶然的因为如果需要它们可以进化出不同的变异概率，这说明一定有某种数学机制决定了这个变异概率最适合这些物种延续。

平均每个人和父母相比会有4个DNA突变，其中1.6个是有害变异，所以按照中国的出生率，每年中国人会新增2600万有害基因遗传给下一代。男性的基因突变概率是女性的50倍。原因很简单，男性精子的产生需要不断由精原细胞分裂而成，而女性体内的卵细胞在女性还是3个月大的胚胎时就已经不再变异增加了。3个月胚胎时女性有700万个卵子。之后卵母细胞闭锁（也就是消灭多余的卵母细胞），出生时女性有100万个卵母细胞，女性初潮时大约还剩下1500个卵母细胞。这种浪费的原因就是质量控制，不合格的卵母细胞会被消灭掉。而男性没有这种质量控制体制，尤其是男性老年人精子的基因突变非常多，因为他们的精子经历了很多次细胞复制。

3.基因重组

假设有10对染色体，每对染色体上有1个等位基因，那么这10对染色体的不同排列组合能行程5万9千种不同的组合。（每对等位基因可以产生AA,Aa，aa三种不同组合，两对染色体就是3X3，三对就再乘3，以此类推10对就是3的10次方种组合）。理论上一个真核生物如果可以完全自由基因重组和染色体交换（十几不可能的）我们可以得到3的5万次方种不同组合。（宇宙基本粒子的总数量是10的131次方）。所以理论上即使生物不再变异各种组合产生的生物性状可能性也是无穷的，只不过地球还没有足够历史见证这些变化组合发生而已。

染色体交换不是完全自由的，染色体交换常发生在染色体相隔较远的基因上，相邻的基因很少发生分离。有时候交换导致染色体变异，人和狗的蛔虫有1条染色体基因重组能产生的变化不多，有些蛔虫有几百条染色体，常见生物甘蔗有100条染色体。

一些物种的染色体进化相当活跃。比如有些物种不同种群之间染色体数目不一样，种群间杂交可能会导致发育畸形。比如由于上一次冰河时期欧洲家鼠被冰川分割在西欧，南欧等不同地区独自演化出不同数量染色体，然后冰河时期结束他们迁移到丹麦生存，所以丹麦家鼠出现同物种不同群体有不同染色体数目的情况，杂交区域的家鼠有可能会出现发育障碍。

染色体交换的概率是可以被调节的，比如一段染色体的倒置就可以阻止染色体交换，因为染色体一般是在等位基因之间交换，倒置的片段无法和另一对染色体的等位基因对上号，于是就无法发生交换。这种机制可以防止一系列有益的组合基因被染色体交换拆散，有不少昆虫就使用这种进化策略。

理论计算假设让一个有性双倍体群体完全停止变异，光是基因重组产生的组合变化就可以维持性状进化保持原来速度1000代不发生减缓。（如果是人类就是2万多年）。当然最终还需要基因变异提供多样性材料，否则总有一天基因重组导致的性状进化会终止。

4.人类基因多样性

原来生物界以为大多数生物都有一个共同的基因型（也就是野生种），只有个边突变的基因型存在（也就是突变种）。1965年电泳技术发明后发现根本没有野生种，物种有很多基因组类型。研究DNA序列的学科叫做基因组学。

人类基因组测序完成后人类基因组单体型图计划启动（尝试将基因型和疾病等性状一一对应），这个计划使科学家发现基因变异只占人类多样性的2%到3%而已。

这项计划研究了269个尼日利亚，美国，中国，日本等地的人的1050万个核苷酸序列，发现人类基因组是成模块化的。只要寻找到不同人中基因组其中一个核苷酸字母的差异，就可以判断他们的不同性状。这叫做单核苷酸多态性也就是SNP。（著名的基因测序公司23andme的测序就是这种测序方法，我测过了，挺有意思的，现在费用大概不到一千人民币，有兴趣的可以自行购买，非广告！）一般这些模块化的基因很少发生基因重组，每个模块大概30-70个碱基长度，所以你可以设计一个基因芯片去标记一个人的基因模块类型，这就是SNP测序。估计人类的SNP有300万个以上。

之后一项研究了51个族群928个人的SNP组合发现非洲人类的多样性最大，证明人类大约10万年前起源于非洲，东非一小支人类在中东生活到5万年前，然后一部分去了欧洲，一部分向亚洲迁徙，4万年前人类到达巴布亚新几内亚和澳大利亚，1万5千年前到2万年前，一部分人类通过白令海峡到达美洲大陆，一部分人演化出东亚人。

5.总结

多样性的本质是变异，基因重组极大的增加这种变化性。一个群体中基因固定速度只与基因突变概率有关，和群体大小无关。通过分子种可以测量物种的历史。所有基因都处在一种动态平衡中，不只是刚刚提到的婴儿出生体重，还有运动能力，身高，智力等其他因素都是如此。

人体基因组的大小约为30亿个碱基对，即3000Mbp。

基因组大小通常以核苷酸碱基对的数量表示，单位为百万计，写成Mb或Mbp。

人类基因组由23对染色体（共46个）所构成，每一个染色体皆含有数百个基因。

1号到22号染色体编号顺序，大致符合他们由大到小的尺寸排列，23号为决定性别的性染色体。最大的染色体约含有2亿5千万个碱基对，最小的则约有3800万个碱基对。总共约30亿个碱基对，即3000Mbp。

扩展资料：

人体基因组碱基对数据计算历史：

1964年，来自德国海德堡大学的Friedrich Vogel，孤身一人进行了历史上对于人类基因组数目的第一次计算。

Vogel计算的第一个基石源于此前对于人类染色体重量的测量。Mirsky and Ris通过实验得出人类单倍体的染色体大小为2.72 × 10−12 g。综合其他实验结果，为简明，Vogel选择了3 x 10-12g作为人类单倍体基因组的重量。

已知一对核苷酸的质量为1.026 x 10-21g（GC对和AT对相差甚微），据此Vogel估算人类基因组的大小为30亿个碱基对——这一估算与今天的测序结果惊人接近。

参考资料来源：百度百科-基因组大小