基因

镜能看到的在细胞核里呈小棍形状结构的染色体就是基因的所在地。他阐明了基因变异和遗传的染色体机理，总结为基因学说。　　但是，当时人们还没有弄清楚基因到底是什么。40年代以来遗传学研究逐步提高到分子水平，40－60年代，经过许多科学家的实验研究，肯定了基因的化学成分主要为ＤＮＡ，阐明了ＤＮＡ的双螺旋结构以及双股ＤＮＡ之间碱基互补配对原则，人们才在以后的研究中，越来越清楚地认识了“基因”及其在遗传中的作用。　　基因是具有遗传效应的ＤＮＡ分子片段，它存在于染色体上，并在染色体上呈线性排列。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息得到表达，也就是使遗传信息以一定方式反映到蛋白质的分子结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状。　　根据遗传学研究，一般都认为一条染色体只含有一条ＤＮＡ双螺旋；如果染色体已分裂为两个染色单体，那么每一个单体含有一条ＤＮＡ双螺旋。但是染色体的宽度要比ＤＮＡ双链大得多，而染色体的长度又比ＤＮＡ双链短得多。据统计，人的染色体总长不到半毫米，而ＤＮＡ分子的总长却可达数米，所以在染色体中的ＤＮＡ双链总是缠绕又缠绕，呈高度地盘曲的状态。　　在染色体中高度盘曲着的ＤＮＡ分子是一条很长的双链，最短的ＤＮＡ分子中大约也含有4000个核苷酸对，最长的大约含有40亿个。一个ＤＮＡ分子可以看作是很多区段的集合，这些区段一般不互相重叠，大约各有500－6000个核苷酸对，这样的一个区段就是一个基因。　　那么，基因的内部结构是什么样的，科学家又是如何确定它的呢？　　实际上，在遗传学发展的早期阶段“基因”仅仅是一个逻辑推理概念，而并非一种已经得到证实了的物质和结构。在本世纪30年代，由于证明了基因是以直线的形式排列在染色体上，因此人们认为基因是染色体上的遗传单位。随着分子遗传学的发展，1953年在沃森和克里克提出ＤＮＡ的双螺旋结构以后，人们普遍认为基因是ＤＮＡ的片段，确定了基因化学本质。大多数生物的基因是由ＤＮＡ组成，而ＤＮＡ则是染色体的主要化学成分。大多数真核生物细胞内的ＤＮＡ是由双股多核苷酸单链结合而成。每股ＤＮＡ链又是由许多个单核苷酸借磷酸二酯键互相连接而成；而两股之间则是依靠两者的碱基成分按互补规律分别配对结合，即腺嘌呤（Ａ）与胸腺嘧啶（Ｔ）借两个氢键连接，鸟嘌呤（Ｇ）与胞嘧啶（Ｃ）借三个氢键连接，形成一条双螺旋梯形结构，故称为ＤＮＡ双螺旋。本世纪60年代，本茨又提出了基因的内部具有一定的结构，可以区分为突变子、互换子和顺反子三个不同的单位。ＤＮＡ分子上的一个碱基变化可以引起基因突变，因此可以看成是一个突变子；两个碱基之间可以发生互换，可以看成是一个互换子；一个顺反子是具有特定功能的一段核苷酸序列，作为功能单位的基因应该是顺反子。因此从分子水平来看，基因就是ＤＮＡ分子上的一个片段，经过转录和转译能合成一条完整的多肽链。可是，通过近来的研究，科学家认为这个结论并不全面，因为有的基因在转录出ＲＮＡ后，不再翻译成蛋白质。另外，还有一类基因，如操纵基因，它们既没有转录作用，又没有翻译产物，仅仅起着控制和操纵基因活动的作用。特别是近年来，科学家发现ＤＮＡ分子上有相当一部分片段，只是某些碱基的简单重复。这类不含有遗传信息的碱基片段，在真核细胞生物中数量可以很大，甚至达到50％以上。关于ＤＮＡ分子中这些重复碱基片段的作用，目前还不十分了解。有人推测可能有调节某些基因活动和稳定染色体结构的作用，其真正的功能尚待研究。由此，目前有遗传学家认为，应把基因看作是ＤＮＡ分子上具有特定功能的（或具有一定遗传效应的）核苷酸序列。
< 1 > < 2 >

设为首页 | 加入收藏 | 广告服务 | 友情链接 | 版权申明