遗传
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遗传即某些特征从父母遗传给后代的所有生物学过程的总和。遗传的概念包括关于生物体的两个看似矛盾的观察物种一代又一代变异在一个物种内的个体之间。恒定和变化实际上是同一枚硬币的两面,这在研究中变得很清楚遗传学.遗传的两个方面都可以用基因这是所有生物体内可遗传物质的功能单位细胞s.一个物种的每个成员都有一组该物种特有的基因。正是这组基因提供了物种的稳定性。然而,在一个物种内的个体之间,每一种形式都可能发生变化基因例如,没有两个个体(除了同卵双胞胎)具有完全相同的特征,这一事实提供了遗传基础。
后代从父母双方遗传的一组基因,即双方遗传物质的组合,被称为生物体的基因基因型.基因型与表型,即生物体的外观及其基因的发育结果。表现型包括有机体的身体结构、生理过程和行为。虽然基因型决定了一个有机体可以发展的特征的广泛范围,但实际发展的特征,即表型,取决于基因与其基因之间复杂的相互作用环境.基因型在生物体的一生中保持不变;然而,因为有机体有内在和外在环境它的表型也在不断变化。在进行遗传研究时,发现可观察到的基因在多大程度上是至关重要的特征可归因于细胞中的基因模式以及在多大程度上由环境影响引起。
因为基因积分为了解释遗传观察,遗传学也可以定义为对基因的研究。对基因本质的发现表明,基因是生物体组成的各个方面的重要决定因素。由于这个原因,现在生物学研究的大多数领域都有遗传成分,遗传学研究在人类科学中具有中心重要性的地位生物学.基因研究还表明,地球上几乎所有生物都有相似的遗传系统,它们的基因建立在相同的化学原理上,根据相似的机制发挥作用。尽管不同物种所包含的基因不同,但在许多物种中都发现了许多相似的基因。例如,贝克氏基因中有很大比例的基因酵母也存在于人类中。这种生物之间基因组成的相似性不同的表型可以用地球上几乎所有生命形式的进化相关性来解释。这种基因的统一性从根本上重塑了人们对人类与所有其他生物之间关系的认识。遗传学也对人类事务产生了深远的影响。纵观历史,人类通过对植物、动物和微生物进行古老的选择性育种技术和现代的繁殖方法,创造或改进了许多不同的药物、食品和纺织品重组DNA技术.近年来,医学研究人员开始发现基因在其中所起的作用疾病.的意义遗传学随着越来越多的人类基因的结构和功能被确定,这种可能性只会变得更大。
本文首先描述经典的孟德尔模式继承还有这些模式的物理基础——即。,基因的组织变成染色体s.描述了基因在分子水平上的功能,特别是基本遗传物质的转录。DNA,进入核糖核酸以及将RNA翻译成氨基酸S的主成分蛋白质s.最后,遗传在疾病中所起的作用进化讨论了物种的多样性。
遗传的基本特征
先科学的遗传观念
在很长一段时间里,遗传一直是最令人费解、最神秘的自然现象之一。这是因为性细胞是遗传在两代人之间传递的桥梁,通常肉眼是看不见的。直到17世纪初,显微镜才被发明出来后续生殖细胞的发现可以揭示遗传的本质。在此之前,他是古希腊哲学家和科学家亚里士多德(4世纪公元前的相对贡献女和男性父母是非常不平等的;他认为女性提供的是“物质”,男性提供的是“运动”。的马努研究所这首歌创作于公元100年至300年间的印度广告女人的角色要像田地,男人的角色要像种子;新的身体是“由种子和田地的联合运作”形成的。事实上,父母双方平等地传递遗传模式,平均而言,孩子像他们像对待父亲一样对待母亲。然而,女性和男性的生殖细胞在大小和结构上可能有很大的不同;卵细胞的质量有时比精子的质量大几百万倍。
古巴比伦人知道这一点花粉来自雄性枣椰树树必须应用于雌蕊雌树生产果实的能力。德国植物学家鲁道夫·雅各布·卡米拉留斯在1694年也有同样的结果玉米(玉米)。瑞典植物学家和探险家卡尔·林奈他是1760年德国植物学家约瑟夫·戈特利布Kölreuter他在1761年至1798年出版的一系列著作中描述了植物品种和物种的杂交。他们发现混合动力车总的来说,他们是否介于父母之间,尽管在某些特征上他们可能更接近父母父而另一些则更接近父母中的另一方。Kölreuter比较的后代互惠crosses-i.e。,指的是各种各样的杂交一个作为一个多样化的女性B与男性相反,变化多端B作为一个女性一个作为一个男性。这些相互交叉的杂交后代通常是相似的,这表明,与亚里士多德的信仰相反,后代的遗传禀赋是平等地来自女性和男性父母。19世纪,人们进行了更多的植物杂交实验。这些调查还揭示了杂交后代通常介于亲本之间。他们顺便记录了后来导致的大多数事实孟德尔(看到下面)制定了他著名的规则,并建立了基因理论。显然,孟德尔的前辈们都没有意识到积累起来的数据的重要性。杂交体的一般中间性似乎最符合遗传是通过“血液”从父母传给后代的观点,这一观点被大多数19世纪的生物学家,包括英国博物学家所接受查尔斯·达尔文.
的血遗传理论,如果这个概念还能有这样一个体面的名字,那它确实是先于科学生物学的民间传说的一部分。它是隐式的在“混血”、“新血”和“蓝血”等流行短语中。这并不意味着遗传实际上是通过红色液体传播的血管年代;最重要的一点是,人们相信父母将自己的所有特征遗传给每个孩子,孩子的遗传禀赋是一种合金,是父母、祖父母和更久远的祖先的禀赋的混合。这种想法吸引了那些以拥有高贵或卓越的“血统”而自豪的人。然而,当人们观察到一个孩子有一些父母双方都没有的特征,但在其他一些亲戚或更久远的祖先身上都有时,这就遇到了障碍。甚至更多的时候,人们看到兄弟姐妹,虽然表现出一种家庭某些特征相似,另一些特征明显不同。同一对父母怎么可能传输每个孩子都有不同的“血统”?
孟德尔推翻了血液理论。他证明:(1)遗传是通过不混合而是隔离的因素(现在称为基因)传递的;(2)父母只把他们拥有的一半基因传递给每个孩子,而且他们把不同的基因组传递给不同的孩子;(3)尽管兄弟姐妹从同一个父母那里得到遗传,但他们得到的遗传并不相同(一个例外是完全相同的)双胞胎).孟德尔由此表明,即使某些祖先的显赫完全是其基因的反映,但很可能他的某些祖先的显赫完全是其基因的反映的后代尤其是那些比较偏远的人,根本就不会遗传这些“好”基因。在有性繁殖的生物中,包括人类在内,每个个体都有独特的遗传天赋。
拉马克学说一个以19世纪法国生物学家和进化论者先驱命名的思想流派让·巴蒂斯特·德·莫奈,拉马克骑士假设一个人在一生中获得的性格特征会被他的后代遗传,或者用现代的说法来说,是一个人的一生所产生的性格变化环境在表型上都体现在类似基因型的变化上。如果是这样的话,体育锻炼的结果将使锻炼对一个人的后代来说容易得多,甚至可有可无。不仅是拉马克,还有其他19世纪的生物学家,包括达尔文,接受了继承后天的特征。德国生物学家对此提出了质疑8月读他在19世纪90年代末进行了著名的实验,对几代小鼠的尾巴进行了截肢,结果表明,这种改造既不会导致后代的尾巴消失,甚至也不会缩短。魏斯曼的结论是,有机体的遗传禀赋,他称之为种质它是完全独立的,可以免受身体其他部位的影响体细胞,或soma.胚质-生成质与基因型-表型概念有关,但它们不完全相同,不应与它们混淆。
的非继承性收购了性状并不意味着基因不能被环境影响所改变;x射线和其他诱变剂S肯定会改变它们,而且种群的基因型可以通过选择来改变。它仅仅意味着什么是收购了父母在他们的体格和智力上是遗传不了孩子的。与这些误解相关的是对“优势”的信仰。在“产前影响”或“母性影响”方面,有些人比其他人更能有效地将遗传遗传遗传给后代。怀孕女性所经历的事情会反映在即将出生的孩子的体质中。这些信仰有多古老创世纪雅各布在绵羊和山羊中繁殖出斑点或条纹的后代,在动物繁殖时向羊群展示条纹杆。另一个这样的信念是“telegony,这可以追溯到亚里士多德;它所谓一个人的遗传不仅受到他父亲的影响,还受到与女性交配过的男性以及曾经怀孕过的男性的影响。甚至达尔文在1868年还认真地讨论了一个所谓的胎记案例:一匹母马与一匹斑马交配,随后又与一匹阿拉伯种马交配,这匹母马生下了一匹腿上有淡淡的条纹的马驹。对这一结果的简单解释是,这种条纹在某些品种的马身上自然出现。
所有这些信仰,从后天性状的遗传到神授,现在都必须归为迷信。他们没有站起来与已知的遗传机制以及遗传物质的显著和可预测的特性不相容。然而,有些人仍然坚持这些信念。一些动物饲养者严肃对待纯婚,不认为那些父母被公认为“纯种”,但母亲与其他品种的雄性交配的个体是纯种的。苏联生物学家和农学家Trofim Denisovich Lysenko在将近四分之一个世纪的时间里,大约是在1938年到1963年之间,他使自己独特的拉马克主义成为欧洲的官方信条苏联并压制大多数正统遗传学的教学和研究。他和他的支持者发表了数百篇文章和书籍,据称证明他们论点这些观点有效地否定了至少在前一个世纪里生物学的成就。李森科主义者在1964年被正式抹黑。