DNA ในแต่ละเซลล์ของคุณมีความยาว 3.4 พันล้านคู่เบส ทุกครั้งที่เซลล์ของคุณแบ่งตัว แต่ละเซลล์จาก 3.4 พันล้านคู่เบสนั้นจะต้องถูกจำลองแบบ นั่นทำให้เกิดข้อผิดพลาดมากมาย แต่มีกลไกการแก้ไขในตัวที่ไม่น่าจะผิดพลาดได้ กระนั้น บางครั้งโอกาสก็นำไปสู่ข้อผิดพลาด และบางครั้งอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมก็สามารถทำให้เกิดการกลายพันธุ์ได้เช่นกัน การกลายพันธุ์สามารถจำแนกได้หลายวิธี เช่น ขนาด รูปแบบเฉพาะ หรือผลกระทบ เป็นต้น
ความผิดพลาด
หนังสือที่ยาวที่สุดในโลกตาม Guinness World Records คือ "Remembrance of Things Past" โดย Marcel Proust มี 9,609,000 ตัวอักษร โอกาสในการคัดลอกหนังสือเล่มนั้นอย่างสมบูรณ์นั้นค่อนข้างน้อย ลองนึกภาพการคัดลอกมากกว่า 350 ครั้งโดยไม่ผิดพลาด นั่นเปรียบได้กับสิ่งที่เซลล์ของคุณต้องทำทุกครั้งที่แบ่ง -- และเซลล์ของคุณมีการแบ่งเป็นล้านล้านครั้ง ไม่น่าแปลกใจที่ความผิดพลาดเกิดขึ้นที่นี่และที่นั่นโดยบังเอิญ สารเคมีบางชนิดเพิ่มโอกาสในการผิดพลาด เช่นเดียวกับการได้รับรังสีไอออไนซ์ เช่น รังสีเอกซ์
ข้อผิดพลาดในการคัดลอก DNA เรียกว่าการกลายพันธุ์ การกลายพันธุ์สามารถจำแนกได้หลายวิธี ตัวอย่างเช่น การกลายพันธุ์ของเซลล์โซมาติกเกิดขึ้นที่ใดก็ได้ในเซลล์ของเนื้อเยื่อและอวัยวะส่วนใหญ่ของคุณ การกลายพันธุ์ของเชื้อทำให้เกิดความผิดพลาดในตัวอสุจิหรือเซลล์ไข่
รหัสพันธุกรรมและการทดแทน
ดีเอ็นเอประกอบด้วยสายยาวของหน่วยที่เรียกว่า เบส ซึ่งมักเรียกด้วยตัวอักษร T, G, C และ A ลำดับเบสนำข้อมูลใน DNA ข้อมูลที่ควบคุมโครงสร้างของโปรตีนในร่างกายของคุณ รหัสสำหรับการสร้างโปรตีนอยู่ในลำดับ 3 เบสที่เรียกว่าโคดอน
การกลายพันธุ์ประเภทหนึ่งคือการทดแทน นั่นคือสิ่งที่ควรเป็นฐานหนึ่ง กล่าวคือ ฐาน C ถูกสร้างเป็นฐานอื่นแทน เช่น ตัว T การเปลี่ยนตัวอาจมีสามผลที่ตามมา หากการแทนที่ไม่ทำให้เกิดความแตกต่าง จะเรียกว่าการกลายพันธุ์แบบเงียบ หากการแทนที่เปลี่ยนกรดอะมิโนในโปรตีน แสดงว่าเกิดการกลายพันธุ์ที่ผิดพลาด หากการทดแทนทำให้สิ่งต่างๆ แย่ลงจนไม่สามารถสร้างโปรตีนได้ เป็นการกลายพันธุ์ที่ไร้สาระ
การแทรกและการลบ
บางครั้งกลไกของโมเลกุลที่จำลองแบบก็ทำให้เกิดความหงิกงอในดีเอ็นเอ เมื่อทำสำเนาแล้ว สามารถใส่ฐานพิเศษหรือข้ามไปหนึ่งอันได้ สิ่งเหล่านี้เรียกว่าการกลายพันธุ์ของการแทรกและการลบตามลำดับ การแทรกและการลบอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนเฟรมได้ นั่นคือตอนที่โค้ด 3 ฐาน "เปลี่ยน" ทำให้แต่ละ codon ที่ตามมาดูเหมือนจะเริ่มต้นด้วยฐานที่สองหรือสาม แทนที่จะเริ่มต้นด้วยตัวแรก Frameshifts มักจะเปลี่ยนกรดอะมิโนอย่างน้อยหลายตัวและทำให้เกิด "สัญญาณหยุด" ก่อนกำหนดให้กับกระบวนการสังเคราะห์โปรตีน ดังนั้นพวกมันจึงมีแนวโน้มที่จะสร้างการกลายพันธุ์ที่ไร้สาระ
ความผิดพลาดครั้งใหญ่
การแทนที่ การแทรก และการลบเป็นตัวอย่างของการกลายพันธุ์ของจุดทั้งหมด ซึ่งเป็นข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นในตำแหน่งเดียวบนโมเลกุลดีเอ็นเอ บางครั้งข้อผิดพลาดอาจใหญ่กว่านี้มาก การกลายพันธุ์ของโครโมโซมหรือที่เรียกว่าการกลายพันธุ์ขั้นต้นหรือระดับยีน เกี่ยวข้องกับข้อผิดพลาดที่เคลื่อนส่วนทั้งหมดของโมเลกุลดีเอ็นเอ การโยกย้ายคือการเปลี่ยนตำแหน่งของดีเอ็นเอ การผกผันเป็นผลจากการ "พลิก" ของส่วนของดีเอ็นเอ การทำซ้ำประกอบด้วยสำเนาพิเศษของยีนที่เข้าสู่โมเลกุลของดีเอ็นเอ แม้ว่าข้อผิดพลาดเหล่านี้จะฟังดูร้ายแรง แต่ก็ไม่ได้เป็นอันตรายเสมอไป หากปราศจากการกลายพันธุ์ วิวัฒนาการจะไม่ก่อให้เกิดความหลากหลายของชีวิตที่อาศัยอยู่ในโลก สิ่งมีชีวิตเพียงชนิดเดียวอาจเป็นจุลชีพชนิดหนึ่ง