遺傳學入門
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遺傳學是一門研究基因的學科,其目的是嘗試解釋什麼是基因以及它們是如何發揮作用的。基因的作用,可以認為是現存生物從其遠祖所繼承下來的特質。而基因學所探索的其中一個方向,就是確定哪些特徵是可以被遺傳的,以及解釋這些特徵是如何被世代相傳的。
此條目可能包含原創研究。 (2023年1月10日) |
在基因學裡,生物的特徵通常被稱為性狀。我們最容易理解的性狀,即生物的體徵——如人類瞳孔的顏色、高矮胖瘦等。然而,還有很多其他類型的性狀,包括生長繁殖方式、抗病能力等,均屬於生物性狀。這些性狀通常都是會遺傳的。但是有一些性狀會因為環境的改變而出現個體差異,例如高個子的兒子可能因為生長期營養不良而長得較為矮小,儘管很可能他實際上遺傳了能長很高的基因。在基因與環境的共同影響下,想要釐清各個個體的性狀是一件非常複雜的事。例如,想要瞭解某個人得癌症或心臟病的機率有多高的話,除了要看其家族史之外,還要看他的生活品質。這解釋了為什麼有的人就算不吸菸也會得肺癌,而另一些人吸了一輩子煙卻很長壽。
遺傳信息主要是由一條很長的分子鏈承載的,這條分子鏈叫做DNA。上一代生物通過複製這條DNA鏈,就能把其性狀傳遞給下一代。我們可以把DNA理解為電腦中安裝的所有程序,而生物則是一個很特殊的電腦,可以根據這套程序來生長及運作;而基因則是指DNA中具備某一種功能的片段,就好比一個程序,例如TRPV1這段基因就是用來製造可以讓人感受辣味的感覺部件的。
需要注意的是,我們所說的某個具體基因,其實際內容形式可能並不一樣。比如說,某一個基因是用來描述頭髮顏色的:在頭發生長的時候,這段基因會產生各種不同的顏料,並附著於頭髮中;拿漢族人來說,他們的基因通常會產生黑色的頭髮;但個別人的同一個基因中的內容和大多數人有所差異,結果他們的頭髮就不是黑色的了。基因中的內容,是由成百上千甚至到幾十萬的鹼基對構成的,這些鹼基對中的一部分可能會發生突變,假如突變位置發生在「非可變數目串聯重複序列」(有意義的基因表達)的位置上,就會導致生物間同一個基因的內容差異。這種突變通常是隨機事件,不僅有機會產生新的性狀,甚至是導致生物進化的重要一環。