基础:何谓遗传学
遗传学
遗传学是研究生物如何把自身特征传给后代的科学。想象一个大家族里,许多表亲都有相同的酒窝或相同的卷发:遗传学就是要弄清楚细胞内部那套隐藏的指令——正是它们造就了这种相似——同时也要解释为什么同父母所生的两个孩子始终不会完全一样。
更确切地说,遗传学研究基因、遗传以及遗传性状的变异。基因是一段携带某项生物学信息的DNA;遗传是把这种信息由上一代传给下一代;而变异则是因每个个体携带的基因组合略有不同所产生的种种差异。遗传学家把这些分子层面的指令与生物可见的特征联系起来。
这门学科横跨多个尺度。经典遗传学(或称传递遗传学)追踪性状如何在家系中流转,遵循的是孟德尔最早量化的规律。分子遗传学探究基因如何由DNA构成、又如何指导蛋白质的合成。群体遗传学研究基因的各种版本如何随时间在整个群体中改变频率。基因组学则把视野扩大到一次性审视整个基因组。
一个诚实的提醒:基因虽然强大,却很少单独起作用。绝大多数日常性状都源于多个基因的协同、发育过程中的偶然性以及环境的影响。遗传学所描述的更多是倾向与概率,而非固定的结局;读出一个人的基因型,几乎永远无法据此读出他的命运。
为什么卷舌、眼睛颜色以及某些疾病会在家族中代代出现?遗传学提供了分析框架:在家系图中追踪该性状,找出相关基因及其等位基因,并预测它在下一代中再次出现的频率。
遗传学把家族相似性变成一个可以测量与预测的问题。
“遗传学”一词于1905年进入现代科学,由威廉·贝特森为这一新兴领域提出;“基因”一词则在数年后出现。对遗传现象的探究由来已久,但其分子基础要到1953年DNA结构被解出之后才真正清晰。
又称
另见