這些知識也許你在高中的時候就已經知道,但經過這麼多年,可能有所遺忘,我們這兒來複習并深入講解一下,這些知識将有助于你理解以後将要讨論的遺傳病、X連鎖顯性遺傳、Y連鎖顯性遺傳等。
先從總體來講一下,了解個全貌:
每一個人體細胞裡,都有細胞核,細胞核裡有23對染色體,一半來自父親,一半來自母親。其中22對是常染色體,另外一對叫性染色體。來自母親那邊的一定是X染色體,來自父親的可能是X染色體,也可能是Y染色體。如果性染色體是XX型,則個體是女生;如果是XY型,則個體是男生。
每條染色體上有一條很長的DNA(脫氧核糖核酸)和蛋白質,DNA是一個雙螺旋型的大分子,由很多核甘酸互相連接而成,每個核苷酸由堿基、(脫氧)核糖和磷酸分子組成。堿基有4種,腺嘌呤(A),鳥嘌呤(G),胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T),隻能兩兩配對,A-T(T-A),C-G(G-C),類似于電腦的0、1,通過不同的組合,能夠保存遺傳信息,所以把DNA叫遺傳物質。我們把可以控制合成多肽鍊或者RNA的很多個核苷酸對序列,叫做基因,每條DNA上就有很多個基因。
感覺很複雜?其實不,隻要你一層層地理解,即使不明白其詳細結構,隻要明白其功能,也就能理解以後各個重要環節了。下面我們來詳細了解這些物質的含義和功能。
遺傳物質,即親代與子代之間傳遞信息的物質。子代利用這些物質,來重新構建一個新的個體。除一部分病毒的遺傳物質采用RNA外(朊病毒的是蛋白質),其餘病毒和所有具有典型細胞結構的生物的遺傳物質均是DNA。人類的遺傳物質當然是DNA,我們這兒也隻對DNA進行展開讨論。
DNA,又名“脫氧核糖核酸”,是人類和幾乎所有其他生物的遺傳物質。人體中幾乎每個細胞都擁有相同的DNA。大多數DNA位于細胞核中,但在線粒體中也可以找到少量DNA。DNA中攜帶有合成RNA和蛋白質所必需的遺傳信息,是生物體正常發育和運作必不可少的物質分子。
DNA中的信息用四個堿基組成的代碼存儲,它們是:腺嘌呤(A),鳥嘌呤(G),胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。人類DNA中包含大約30億個堿基,而這些堿基中的99%以上在所有人中都是相同的。這些堿基的順序決定了可用于建立和維持生物體的信息,類似于字母表中的字母以某種順序出現以形成單詞和句子的方式。
DNA的堿基相互配對,A-T(T-A),C-G(G-C),形成所謂堿基對。每個堿基連接到脫氧核糖分子和磷酸分子上。堿基、脫氧核糖和磷酸一起被稱為核苷酸。多個核苷酸排列成兩條長鍊,形成雙螺旋結構--核苷酸鍊。這個雙螺旋結構有點像梯子,堿基對形成梯子的橫檔,脫氧核糖和磷酸分子形成梯子的兩邊的側邊。兩條核苷酸鍊反向互補,通過堿基間的氫鍵形成的堿基對相連,相當穩定。
DNA的一個重要特性是可以自我複制,雙螺旋中的每一條DNA鍊都可以用作複制堿基序列的模闆。當細胞分裂時這至關重要,因為每個新細胞都需要具有舊細胞中存在的DNA精确副本。這兩條核苷酸鍊,在一定條件下可以一邊解開,一邊複制,最終形成兩條一模一樣的雙鍊(如果不出差錯),每條雙鍊都和原來的雙鍊一樣。
複制時,一條是順向從解開處往未解處複制,一條是解開一段,複制一段,再拼接起來
DNA中有很大一部分不編碼蛋白質,稱作非編碼DNA(垃圾DNA)。開始大家都覺得它們沒用,但現在認識在改變,它們在基因剪切方面可能起着很重要的作用!
基因編号
基因,也叫遺傳因子,是決定生物如何代代相傳的最基本的物理和功能單元。DNA由很多基因組成,基因則由很多核苷酸按一定順序組成,它們具有複雜的化學結構。一些基因作為指令來制造蛋白質分子,但也有不少基因不參與蛋白質的編碼。
在人類中,一個基因的大小從數百個DNA堿基到200萬個堿基不等,據人類基因組計劃估計,人類約有20000-25000個基因。
基因的主要功能就是控制蛋白質和酶的合成,從而起到構造和調節作用,生物體的生老病死、外貌、性格等等,無一不受其影響,是真正的“幕後黑手”!
每個人每個基因基本都有兩個副本,從父母雙方各獲得一份。人和人之間的基因組差異很小,不超過0.5%,也就是說,人和人之間大概會有1000-2000萬個堿基對的差異。
等位基因就是處于同源染色體(分别從父母遺傳得到的染色體)相同位置或遺傳位點上,控制同一性狀不同形态的基因。等位基因是同一基因的不同形式,其DNA堿基序列差異很小。等位基因有助于生物體的表型,形成生物體的外觀。這些細微的基因差異,形成了每個人獨特的身體特征!
對一些重要的等位基因,個體間的差異非常小,即使有差異,也不會改變基因的功能,這就是基因的保守性。如果一個人的等位基因和其他人的差異較大,那這個人很可能在表型上和其他人不同;如果這個基因執行很重要的功能,那麼他可能會患有某種罕見的疾病!
當一個生物體帶有一對完全相同的等位基因時,就将該基因型描述為純合子;反之,則是雜合子。
當一個等位基因決定生物某個性狀的功能強于另一個等位基因,并使生物隻表現出了自身的性狀時,就表現出了顯隐性關系。作用強的是顯性,作用被掩蓋而不能表現的為隐性。所以有些遺傳病有人不發作,但會攜帶,就是因為另外一個等位基因是顯性的,壓制住了它!
性染色體中有同源區和非同源區,所以有一部分有等位基因,而有一些則是獨立基因,比如控制色盲的基因在X染色體上,Y染色體上就沒有等位基因。
就是因為有隐性基因,所以有些攜帶者本身不發病,而會在遺傳給孩子時表達出來,所以準父母不能隻看自己有沒有某些疾病,而需要了解祖上幾代人有沒有此病,當然,最好就是進行基因檢測,徹底排除它!
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