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第15章 15朗朗历史河,为你我解密

回首廖望遗传史

遗传性状是由基因决定的,受环境影响,并且基因还与染色体具有一定的联系的。在此我们就要对基因进行进一步的思考与探索……

基因与染色体存在什么样的关系呢?萨顿为我们证实了基因与染色体存在的是线性平行关系。萨顿通过用独特的方法――类比推理法,验证了他的假说。最后得出的假说内容就是:

一基因与染色体存在着明显的平行关系

二基因存在完整性与独立性

三基因成对存在,染色体成对存在

四基因染色体均为一个来自父方,一个来自母方

而最后的惊人发现是摩尔根提出的,他是以果蝇为原材料,设计一系列的假说演绎法,进而证明了“基因在染色体上”这一重大发现。

在科学的不断发展中,在后来的科学家们不断探索中发现了遗传和基因有关系,而且还发现了另外一种特殊的遗传,那是伴性遗传。所谓伴性遗传是啥呢?就是遗传表现出的特性与性染色体上的基因有关系,这一条条遗传学的发现,使得遗传学规模愈发庞大。

他们不是去研究遗传的特性,因为遗传的特性,现在已经大抵完成(在孟德尔与摩尔根等人的发现中),他们所做的是去推测基因的本质。

率先开始实验的是格里菲斯实验,格里菲斯是用r型菌和s型菌注入到小鼠体内,结果得出的结论是,倘若在r菌的作用下,小鼠不会死亡,而在s菌的情况下,小鼠会死亡,在杀死的s菌作用下,小鼠不会死亡,但r型菌加上杀死的s菌时,小鼠仍然会死亡。

于是乎,他就提出了一个结论,就是杀死的s型菌,存在着某种物质,可以使r菌转化为s型菌,使得小鼠死亡。

由于格里菲斯的实验是在小老鼠体内进行的,而无法具体观测到实验现象,于是艾弗里又紧接着做了实验。他的材料不变,仍然是r型菌与s型菌进行实验。但是他是在培养基中进行的,也就是说是在动物体外进行的。结果发现:

在r型菌加上s型菌的DNA,存在着r型菌与s菌;

在r型菌加上s型菌蛋白质和夹馍中,仅有r型菌;

在r型菌加上s型菌的DNA,再加上DNA的水解酶的同时,发现只有r型菌。

所以艾弗里提出了一个结论是DNA是遗传物质。

然而,现如今这只是艾弗里自己的结论,还没有得到具体的证实。

于是有两个人,赫尔希和蔡斯。决定用T2菌体和大肠杆菌进行证实,并且采用同位素标记法进行实验。

结果表明,艾弗里的结论是正确。DNA是遗传物质。

随着科学家的逐步探索,最后得到了较为完整的遗传学体系,那就是:

DNA是主要遗传物质,少量的病毒以RNA为遗传物质进行遗传。

所以DNA是遗传物质已经得到了证实,后来沃森和克里克又对DNA的结构进行了探索。

然后他们便发现了DNA是双链的双螺旋结构模型,主要的成分为碳、氢、氧、氮、磷组成的。并且DNA由单体脱氧核苷酸组成,脱氧核苷酸又由磷酸加脱氧核糖加含氮碱基(含氮碱基包括A,C,T,G)组成。

脱氧核苷酸之间的聚合是通过磷酸二酯键连接的,而两条单链DNA相互连接的方式是通过氢键进行连接的。对于连接而言,A与T配对形成两条氢键,C与G配对,形成三条氢键,由此可以得出C和G结构更加稳定。

所以现如今我们的结论是“基因是具有遗传效应的DNA片段”

对于DNA而言,DNA遵循碱基互补配对原则,半保留复制原则,边解旋边复制原则,多起点复制原则。并且DNA以亲代DNA链为模板链进行复制。它的复制时期为细胞分裂间期,所需要的物质有:DNA聚合酶、解旋酶、ATP。DNA的特点是:多样性、特异性、稳定性、两条单链之间以氢键连接。

那既然如此,可是性状到底是如何遗传的呢?

对此问题,克里克提出了中心法则。

DNA(也可以复制继续形成DNA)?―转录―?RNA(对于病毒,有可以复制的,有可以逆转录的)?―翻译―?蛋白质

并且解释了基因控制形状的原因:①基因通过控制蛋白质的合成,直接控制性状

②基因控制酶的合成,控制代谢,间接控制生物体的性状

所以这就构建了基因控制性状的全过程,在此还有两个关键词,转录、翻译。

转录:发生在细胞核中、线粒体中、叶绿体中,它的模板是DNA的一条链。原料是四种核糖核苷酸。核糖核苷酸与脱氧核苷酸不同,核糖核苷酸由磷酸、核糖、含氮碱基(A,C,G,U)构成。在此A,T配对,C,G配对。最后行程一条完整的mRNA。〖对于RNA有:转运RNA(tRNA)、信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA)〗

翻译:翻译的场所是核糖体,模板是mRNA,原料是20种氨基酸,条件是tRNA、ATP和多种酶。翻译过程中mRNA始终不动,核糖体沿着mRNA的链进行移动,一条mRNA可连多个核糖体,翻译过程产物为多肽,经盘曲折叠形成蛋白质。

生物界的遗传史大体就是这样,感受变迁,进步,向前看,更精彩!

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