遗传学入门
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遗传学是一门研究基因的学科,其目的是尝试解释什么是基因以及它们是如何发挥作用的。基因的作用,可以认为是现存生物从其远祖所继承下来的特质。而基因学所探索的其中一个方向,就是确定哪些特征是可以被遗传的,以及解释这些特征是如何被世代相传的。
此條目可能包含原创研究。 (2023年1月10日) |
在基因学里,生物的特征通常被称为性状。我们最容易理解的性状,即生物的体征——如人類瞳孔的颜色、高矮胖瘦等。然而,还有很多其他类型的性状,包括生长繁殖方式、抗病能力等,均屬於生物性狀。这些性状通常都是会遗传的。但是有一些性状会因为环境的改变而出現个体差异,例如高个子的儿子可能因为生长期营养不良而长得较为矮小,尽管很可能他实际上遗传了能长很高的基因。在基因与环境的共同影响下,想要釐清各个个体的性状是一件非常复杂的事。例如,想要瞭解某个人得癌症或心脏病的几率有多高的話,除了要看其家族史之外,还要看他的生活品质。这解释了为什么有的人就算不吸烟也会得肺癌,而另一些人吸了一辈子烟却很长寿。
遗传信息主要是由一条很长的分子链承载的,这条分子链叫做DNA。上一代生物通过复制这条DNA链,就能把其性状传递给下一代。我们可以把DNA理解为電腦中安装的所有程序,而生物则是一个很特殊的電腦,可以根据这套程序来生长及运作;而基因则是指DNA中具备某一种功能的片段,就好比一个程序,例如TRPV1这段基因就是用来制造可以让人感受辣味的感觉部件的。
需要注意的是,我们所说的某个具体基因,其实际内容形式可能并不一样。比如说,某一个基因是用来描述头发颜色的:在头发生长的时候,这段基因会产生各种不同的颜料,并附着于头髮中;拿汉族人来说,他们的基因通常会产生黑色的头髮;但个别人的同一个基因中的内容和大多数人有所差异,结果他们的头髮就不是黑色的了。基因中的内容,是由成百上千甚至到几十万的碱基对构成的,这些碱基对中的一部分可能会发生突变,假如突變位置發生在「非可变数目串联重复序列」(有意義的基因表達)的位置上,就會导致生物间同一个基因的内容差异。这种突变通常是随机事件,不僅有機會产生新的性状,甚至是导致生物进化的重要一环。