新浪科技讯 北京时间3月29日消息，据国外媒体报道，病毒的突变是通过各种生物过程实现的，如复制错误、病毒与宿主的相互作用以及外部诱变剂（如紫外线）的作用等。
从阿尔法到德尔塔，再到奥密克戎，在过去两年中，新冠病毒变异毒株每隔几个月就会换一个名字，出现在媒体报道中。之所以出现这种情况，是因为冠状病毒一直在不断进化或改变。事实上，不仅仅是冠状病毒会发生改变，所有的病毒都是如此，包括常见的流感病毒。这也是疾病控制中心建议每6个月注射一次流感疫苗的原因。
这些病毒的变化来自突变。这是一种十分正常的现象，无法避免，但我们可以了解它们是如何发生的，进而找到最佳的应对方案。
突变是什么？
如果你写过计算机代码，你就会知道，代码中即使出现最微小的变化，也会使整个程序发生改变。同样地，DNA（脱氧核糖核酸）的突变就是生物密码的改变。
基因是能够遗传且具有功能性的一段DNA或RNA（核糖核酸）片段，而突变就是基因发生的改变。我们的基因蓝图DNA由4种含氮碱基组成，分别是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。RNA中没有胸腺嘧啶，而是尿嘧啶（U）。
4种碱基以特定的序列组合成DNA或RNA，序列中的任何变化都是突变。如果蓝图不同，最终的产品也会不同。保存信息的DNA序列（基因）的改变会影响表现型，即生物体所表现出来的特征。例如，眼睛颜色基因的改变可能会导致眼睛呈蓝色而不是棕色。遗传性疾病，比如镰状细胞贫血（一种由形状不正确的红细胞引起的血液病），是由于单一碱基的改变而导致的。
不过，并非所有的突变都对我们不利。非常罕见的突变可能是致命的，但也可能是有益的，但大多数突变既没有不良影响也没有有利影响。有些突变甚至不会引起任何变化，即所谓的“沉默突变”。
任何含有DNA/RNA的生物体都可能发生基因突变，病毒也不例外。
病毒是如何变异的？
β-球蛋白基因的突变会导致镰刀型红血球疾病许多自然发生的方式会改变病毒的遗传物质，包括：
复制错误
病毒的基因组包含其所有以碱基对形式拥有的遗传物质。本质上，基因组是保存生物体所有基因及其指令的“图书馆”。
与人类细胞（拥有32亿个碱基对）相比，病毒的基因组简直不值一提，但仍然可以拥有上千对碱基。构成病毒基因组的物质，无论是DNA还是RNA，其复制和合成都是由复制酶（主要是病毒聚合酶）完成的。
病毒缺少一些工具来复制它们的遗传物质。它们的方法是感染宿主细胞，劫持宿主细胞的复制机制，然后利用这些机制来复制自己的基因组。每次病毒感染细胞并完成复制时，就是一个复制周期。因此，病毒每一次感染细胞，并复制出更多的病毒时，所复制的遗传物质都是相等的。
在复制过程中，没有什么能够一直保持准确无误。在病毒一次又一次复制其遗传密码时，出错的几率就会增大。这类似于复印文件。当你将一份文件复制成三份时，获得完美无缺的副本可能性就很低；而如果你复印成千上万份文件，你就会发现有些页面会因为复印机发热而缺行或变淡。
同样，复制酶也会在DNA/RNA序列中添加错误的碱基对。随着复制周期的增多，出错的机会也在增加。病毒会不断感染细胞，产生数以千计的基因拷贝，因此突变率会变得很高。突变率也因遗传物质的不同而不同。
一些DNA病毒会携带修复DNA的蛋白质，而RNA病毒通常更小，没有这样的修复工具。另一个方面，与DNA病毒相比，RNA病毒的聚合酶更容易出错。一些基因组非常大的RNA病毒具有“校对”能力，进行校对的酶可以交叉检查RNA序列，看看是否添加了错误的碱基对。这相当于在文本中检查错别字。然而，这些校对酶在修正错误时也可能出错。
由于这些特性，RNA病毒比DNA病毒更容易发生突变。
不同的DNA突变与宿主的相互作用
当病毒感染宿主时，宿主的免疫系统会反击以保护自己。其中一种方法是产生活性氧类（ROS）。活性氧类是生物有氧代谢过程中的副产品，包括氧离子、过氧化物和含氧自由基等。它们是具有高度活性的分子，能够破坏病毒遗传物质并引起突变。
有些宿主，比如人类，具有一类特殊的酶——脱氨酶。这些酶维持着含氮碱基（A、T/U、G和C）的储备，从而减少碱基的可用性。因此，当病毒感染这些宿主时，就会缺乏复制基因组所需的原材料。
以病毒感染人类细胞为例。人类细胞具有胞苷脱氨酶，维持着DNA碱基T和C的储备。如果病毒在尝试复制新拷贝时需要在其基因序列中加入T或C，就会出现短缺的情况。聚合酶将别无选择，只能添加一个不同的碱基对。这会导致错误的核苷酸添加到基因组序列中，出现突变。打个比方，这就像一台没有彩色墨水的打印机：它依然可以打印，但颜色就不是你想要的颜色了。
有时，如果宿主非常倒霉，会被两种甚至更多的病毒感染。当这些病毒尝试复制更多的DNA/RNA时，它们之间可能结合并共享遗传信息，进而导致突变。
紫外线
环境中的病毒会暴露在太阳的紫外线下。众所周知，紫外线会破坏遗传物质。由于病毒暴露在紫外线下，会导致其突变率增加。
不过，紫外线对病毒突变的影响并不都是一样的，这取决于它们的遗传物质（DNA或RNA）和周围的保护蛋白。
病毒会停止突变吗？
不，病毒不会停止突变。不仅仅是病毒，所有生命都不会停止突变。突变是生命进化的一种方式。
突变就像是基因组的抽签系统。你不知道这种突变是否有益。如果一种突变是有害的，有机体可能就会死亡，它的遗传物质也就无法继续遗传下去，从而减少这种突变遗传给下一代的机会。如果一种突变是有益的，那么有机体可能在它所处的环境中表现得更好。病毒的主要目标是生存，它们通过感染宿主和增殖来实现这一点。更强、更高效的病毒更擅长感染宿主，也更不容易被宿主的防御机制消灭。
如果一种病毒可以感染不同的宿主物种，那它的生存机会无疑会增加许多。冠状病毒的突变就是这样的例子，这些突变使它们不仅能够感染蝙蝠，也能够感染人类。
我们也不需要过于害怕。病毒的突变每天都在发生，但也不全是坏事。有证据显示，新冠病毒奥密克戎毒株已经是一种不那么严重的冠状病毒变异株。
结论
基因突变产生了新的物种。所有的生物都会不时地发生突变。人类DNA也会突变，但更加精良的DNA复制机制将我们与病毒区分开来。与此同时，人类拥有更好的DNA修复机制，来纠正破坏性的突变。
通过研究病毒的突变，我们可以追踪它们的谱系，更好地了解它们的感染模式。我们可以追踪病毒的起源，以及它们如何在全球范围内传播。正因为如此，世界各地的众多实验室都在致力于对新型冠状病毒进行测序，以追踪其传播途径和演变。（任天）
