JMT日本干细胞-青蛙的孩子是青蛙？蜻蜓生鹰？深入解释说明父母传给孩子的基因

　　

 

　　这篇文章的概述

　　· 亲子的性状之所以相似是因为基因

　　· 基因、DNA、染色体各自表达的意义

　　· DNA为什么被称为设计图

　　“眼睛很像妈妈。”“体格好是像爸爸吗?”有没有说过或听过这样的话?

　　脸不必说，身高、体格、性格或疾病等性质和特征称为“性状”，通常亲子间的这种性状相似，相信大家都有过亲身体验。

　　从父母遗传给孩子的性状是基因造成的，那么当被问到“基因是什么?”的时候，很少有人能明确回答把。

　　这次的文章将详细解释说明“基因”!

　　目录

　　1.基因的发现与研究历史

　　2.基因一词的意义

　　3.负责遗传信息的DNA

　　3-1.DNA是什么物质?

　　3-2.如何使用DNA的信息?

　　4.染色体

　　5.总结

　　1.基因的发现与研究历史

　　“基因”的概念由孟德尔(格雷戈尔·约翰·孟德尔 1822年7月20日- 1884年1月6日 现任捷克司祭。发现了被称为孟德尔法则的遗传相关法则。遗传学之祖。)发现。

　　这是“性状从父母遗传给子女时，存在着必要的‘某种东西’”的想法。此时，孟德尔用“遗传粒子”来形容传递性状的东西。

　　到了20世纪，考虑传递这种性状的物质存在于由蛋白质和核酸组成的“染色体”中，沃尔特·萨顿(1877年4月5日-1916年3月10日 美国生物学家和医学家)提倡这一想法。

　　而孟德尔的“遗传粒子”是由威廉·贝特森(1861年8月8日-1926年2月8日 英国遗传学家。) 命名为“基因”。但是，当时还不知道具体是什么物质。

　　一段时间以来，预计传递性状的遗传信息在染色体蛋白质中。换句话说，考虑染色体中的蛋白质可能是基因。之后，发现基因的主体是称为脱氧核糖核酸(DNA)的高分子，基因=脱氧核糖核酸(DNA)这一认知广为传播。

　　2.基因一词的意义

　　基因意味着传递性状的物质。但是，关于该物质是什么，如前所述随着时代而变化了。随着实验技术的进步，揭示了遗传信息存在于何处，是以何种形式保存的，变成了说到基因就是DNA的想法。

　　现在，基因一词所指的是作为物质的遗传信息，或者是具有遗传信息的分子本身，因情况而异。原本基因这个词并不是作为物质被认知，而是作为传递性状的概念被提出的。可以说，随着科学的进步，阐明了传达遗传信息的东西，用法的范围也扩大了。

　　3.负责遗传信息的DNA

　　3-1.DNA是什么物质?

　　也许大家都知道DNA这个词。但是说到脱氧核糖核酸的话就不知道了吧。而且，没有人能解释它是什么样的。

　　DNA由

　　1. 脱氧核糖(戊糖)

　　2. 磷酸

　　3. 碱基

　　制成。是一种双螺旋结构，其中碱基是表达遗传信息的重要部分。该DNA的碱基有4种，分别是嘌呤碱的腺嘌呤和鸟嘌呤、嘧啶碱的胞嘧啶和胸腺嘧啶。

　　4种碱基像锁链一样相连，在人类的一个核内有46条这种链。

　　在46条DNA中，最长的DNA约有2.5亿个碱基，即使是最短的也有大约5,000万到6,000万个碱基相连。

　　DNA由2条链组成，彼此结合在一起。这种结合是由碱基制成的，腺嘌呤与另一条链的胸腺嘧啶结合，鸟嘌呤与胞嘧啶结合。也就是说，2亿5千万个2条链组成的碱基彼此连接在一起。这种结构被称为DNA的双链。

　　

 

　　3-2.如何使用DNA的信息?

　　你可能听说过“DNA就是设计图”这一表达方式。这里所说的设计图不是“手”或“脚”的设计图，而是“蛋白质的制作方法”。

　　刚才出现的碱基的顺序是最重要的遗传信息(=设计图)。正是因为这个“设计图”不同，人的性状才各不相同，亲子性状相似的主要原因也在于此。

　　3-2-1.蛋白质的制作方法

　　DNA上的碱基序列以信息的形式被复制到由RNA聚合酶分子合成的mRNA(信使RNA)上。这叫做“转录”。

　　此时，DNA上的腺嘌呤被替换成一个叫做尿嘧啶的碱基，信息被复制到mRNA上。除此之外，按照DNA上碱基结合的规律，胸腺嘧啶被替换为腺嘌呤，鸟氨酸被替换为胞嘧啶，胞嘧啶被替换为鸟嘌呤。

　　复制到mRNA的碱基序列，这次将3个碱基作为1组读取。读取的结果如果是鸟嘌呤-胞嘧啶-胞嘧啶排列在一起的话，丙氨酸这种氨基酸就会被运送到那里。然后如果下面三个与腺嘌呤-腺嘌呤-鸟嘌呤并列，就会运送来一种叫做蓖麻毒素的氨基酸。

　　运来的蓖麻毒素与先前运来的丙氨酸结合，形成一条叫做丙氨酸-赖氨酸的氨基酸链。因此，碱基链被转化为氨基酸链。这一步称为“翻译”。

　　形成的氨基酸链在这之后变形并形成三维结构，受到其他分子的修饰，成为各自起作用的蛋白质。蛋白质对于形成或维持身体是很重要的。

　　这是产生这种蛋白质的重要信息，由于DNA上的序列模式有很多部分从父母那里继承，所以序列信息才是遗传信息。

　　根据DNA序列制作的蛋白质的作用，决定了那个人的特征和性质。而且因为包含了很多和父母一样相似的序列，所以孩子必然会出现与父母相似的特征、性质。最近报道了即使不产生蛋白质也仅通过DNA序列传递性状的现象。

　　之所以使用“DNA是设计图”的表达，是因为根据这个碱基序列的信息，制造出了对于身体的形成和维持很重要的蛋白质。而且，序列的模式在受精时从父母那里继承，所以很多时候父母的特征和性质会出现在孩子身上。

　　4.染色体

　　人类染色体在细胞核内有46条。详细内容：有2组22条常染色体，共计44条，有1对对决定性别很重要的性染色体，共计2条。

　　染色体是在孟德尔提出基因概念的20年前发现的。瑞士的内格里在显微镜下发现了染色体的结构。这个时候不被认为是传递性状的物质。

　　随后的研究表明，构成染色体的核酸具有遗传信息本身。现在已经明确了几个系统与其遗传信息的提取方法有关，正在积极进行其调节机制的研究。

　　现在据了解，染色体的基本结构是由DNA和组蛋白构成的。DNA刚才描述过，是由碱基序列组成的链，2条链结合在一起。这两条链缠绕在一种叫做组蛋白的蛋白质上。一个组蛋白上缠绕着一条DNA链，绵延不绝地连接在一起的就是染色体。

　　一个组蛋白和缠绕在其上的DNA称为核小体。

　　另外，DNA和蛋白质的复合物称为染色质。最近的研究发现，不仅是DNA上的碱基序列，与DNA结合的蛋白质对于使用DNA信息也是很重要的。

　　最近的研究中，不仅是DNA，与DNA结合的蛋白质，还有将染色体整体作为遗传信息的目标进行解析的研究也很盛行。

　　5.总结

　　染色体含有遗传信息，对基因表达有重要的调节机制，这是目前研究盛行的领域。目前为止的研究阐明了一些机制。

　　原来，染色体不是在遗传这一概念中发现的。是在显微镜下观察，研究细胞是由什么构成的过程中发现的。此后，孟德尔提出了遗传的概念，遗传研究开始后，发现染色体是遗传的重要结构。

　　首先，据说这个染色体内的蛋白质有遗传信息。但是随着研究的发展，我们发现遗传信息在脱氧核糖核酸，也就是DNA中。据悉，染色体的蛋白质在提取DNA上的信息时起着调节作用，在细胞分裂时复制DNA时起着重要的作用。

　　还没有完全阐明的“基因”。由于现在正在进行研究，根据时代的不同，“基因”这个词所指的意义也会改变。光是这篇文章写的内容就有

　　· 仅指遗传信息本体的DNA时(狭义)

　　· 包括与染色体中存在的基因的表达调节、DNA的结构维持等相关蛋白质在内的几乎是指染色体时 (广义)

　　如果能理解狭义和广义，就能和对方达成共识。

　　如果在对话或文章中出现基因一词，请有意识地通过文章判断“基因”指的是什么，是DNA还是染色体。