遗传

生物学

yí chuán

遗传是性状通过精子和卵子中染色体所携带的基因,从亲代传递给子代的过程。

Visualization

Definition

遗传是性状从亲代传递给子代的过程,解释了为什么孩子常常与父母或祖父母相像;在有性生殖中,每个亲本都通过其配子为每个基因贡献一个等位基因,因此后代的基因有一半来自每个亲本。格里高尔·孟德尔在19世纪60年代通过豌豆杂交实验并统计后代,总结出了遗传的基本规律,确立了性状是作为独立单位被遗传的,而不是彼此混合,这也是为什么一个隐藏的性状可以在孙辈身上重新出现。正式地说,遗传是指遗传信息通过DNA复制和减数分裂中染色体的分离,在代际之间的传递:孟德尔的分离定律指出,一个基因座上的两个等位基因会分配到不同的配子中;他的自由组合定律,则只适用于位于不同染色体上、或位于同一染色体上相距很远的基因座,因为连锁基因是按照它们之间的重组距离成比例地一起遗传的;非孟德尔式的遗传模式还包括性连锁、母系线粒体遗传、表观遗传标记以及多基因性状。

Example

孟德尔把纯种高茎豌豆和矮茎豌豆杂交,发现后代全部为高茎,但把这些后代彼此杂交后,矮茎性状又在下一代中以约$1/4$的比例重新出现。在$AaBb \times aabb$的杂交中,如果两个基因相距$10$个图距单位,会产生约$45$百分比的$AB$、$45$百分比的$ab$,以及各占$5$百分比的重组类型,而不是自由组合定律所预测的各占$25$百分比;线粒体DNA只能由母亲传给孩子,因此线粒体疾病会遗传给患病女性的每一个孩子,却不会遗传给患病男性的任何一个孩子。

Key Insight

染色体遗传理论把孟德尔提出的那些抽象"因子",与在显微镜下可见的实际物理结构联系了起来,因为等位基因之所以会分离,正是因为同源染色体在减数分裂I中发生了分离,这正是遗传学与细胞生物学融合成为一门统一科学的关键时刻。