基础与生命的分子观

基因——遗传的单位(gene as the unit of heredity)

早在任何人见到DNA之前,育种者和生物学家就注意到:性状是以一份份离散的“包裹”从亲代传给子代的——一颗豌豆要么圆、要么皱,而不是取一个平滑的平均。格雷戈尔·孟德尔(Gregor Mendel)把这些包裹背后看不见的因子称作遗传单位,而“基因”(gene)这个词在1909年被造出来,比人们弄清它的化学身份早了几十年。基因,本质上就是遗传从一代分发到下一代时所依据的基本单位。

随后分子生物学给了基因一个实体的身躯:一段特定的DNA。在经典图景里,一个基因是这样一段序列:它拼写出某一种产物(通常是一个蛋白质)的配方,再加上附近那些指示“何时、何处去读它”的DNA信号。现实比这幅整洁的图景要丰富得多。在复杂生物里,单个基因常被切成一段段编码片段(外显子),中间夹着非编码片段(内含子);并且通过可变剪接,一个基因能指定好几种不同的蛋白质。所以那句老口号“一个基因,一个蛋白质”,是一个有用的初步近似,而不是一条严格的定律。

那为什么还要保留这个词?因为在谈论遗传、变异和疾病时,基因仍然是最自然的单位。当我们说某个性状是可遗传的、某个突变导致了某种病、或两个物种共享某个基因时,我们正是把基因当作那个记账单位,它把遗传那些抽象的规律与具体的DNA序列连接起来。它是遗传学(清点性状)与分子生物学(读取分子)之间的那道铰链。

人类的β-珠蛋白(beta-globin)基因,是携氧血红蛋白的一部分,它是11号染色体上一段确定的DNA。其中仅一个字母的改变就导致镰状细胞病——这是“一个基因、一个遗传性状”的清晰例子。

一个基因,改动一个字母,一种遗传疾病。

作为定律,“一个基因、一个蛋白质”已经过时:可变剪接意味着单个基因能编码许多不同的蛋白质,这也是人类仅凭大约两万个蛋白质编码基因就够用的原因之一。

又称
gene基因