【趣味科普】你真的知道什么是“遗传”么?!!

生儿子生女儿,哪个获得的遗传物质多一些呢?

父亲和母亲谁赋予的后代基因更多呢?

转基因是什么回事?为什么会有天然转基因这一说法呢?

其实这些问题,都可以归结到四个字:基因转移

今天我们来说说基因转移那些事儿。

基因转移

什么是基因转移呢?就是指基因从一种生物转移到另一种生物的过程

基因是什么,今天的大家基本上烂熟于心。基因就是有遗传效应的核酸。当然了关于基因这个概念,既可以狭义的指一段核酸序列,主要是DNA,比如乳腺癌基因BRCA1,比如载脂蛋白E基因APOE等。而广义上的基因,我们可以引申为基因组之类的,就是整套遗传设备,比如人类的46条染色体等。

那么,基因从一个生物转移到另一个生物,有哪些手段呢?

简单的说,我们可以用两个方向来形容基因转移,一个叫做基因垂直转移,一个叫做基因水平转移

前者通俗的说,就是遗传,后者就比较特殊了,我们可以称之为转基因

我们将用两篇文章来介绍这两个内容。这一篇先来聊聊基因的垂直转移

遗传:基因的垂直转移

垂直这个词,其实用的不多,主要是和水平转移作为对照。其实意思就是,基因的转移是发生在世代之间,换句话说,就是父母和子女之间的基因传递,因此,我们更确切的说,这个叫做遗传

遗传就是上一代把遗传物质传递到下一代的过程。

一般根据是否有两性生殖细胞结合分为无性生殖和有性生殖。

1,无性生殖

无性生殖一般相对比较原始,比如珊瑚虫就有无性生殖,通过出芽的办法等就可以产生下一代。

出芽生殖

当然,大家跟熟悉的比如扦插,也是典型的无性生殖过程。

扦插是典型的无性生殖

而有性生殖就比较常见了。

2,有性生殖

有性生殖是指通过生殖细胞结合来实现基因传递的办法。

一般情况下,不少有性生殖都是由性染色体来决定,而其又可以分为三大类:雄异配型,雌异配型和单倍体世代性别决定。

雄异配型典型的案例就是XY系统,这是我们最熟悉的一套系统,主要集中在哺乳动物里,人类就是典型的XY系统。是否拥有Y染色体成为决定雄雌的关键。

人类是典型的XY系统

雌异配型则和上述相反,比如鸟类和蛇类总的ZW系统就是这样。

而第三类则不常见,比如苔藓总的UV系统

当然了,我们主要关注和最熟悉的是人类的XY系统,即,Y染色体决定性别。

人类遗传物质的差异

那么,在人类遗传中,如果光考虑遗传物质即DNA的情况下,生儿子和生女儿的遗传物质有差异吗?

当然是有的。

简单的讲:女性碱基比男性多,但是男性基因比女性多

1,按碱基数量的话:女的胜

什么是碱基呢?

DNA结构示意图

上图是一个DNA分子结构示意图,我们都知道DNA是双螺旋组成的,那么组成这个双螺旋的核心的四种脱氧核糖核酸ATGC,就叫做碱基(base)。由于他们一般成对构成了DNA,比如A-T,G-C,因此,我们把一对碱基称之为碱基对(basepair)。

那么人体有多少碱基对呢?

答案是30亿。

具体到男性和女性,我们的细胞核DNA组成是这样的:

女性核基因是22*2+XX

男性核基因是22*2+XY

男女双方差异是一条X和一条Y的区别。

X染色体长度是156,040,895 bp

Y染色体长度是57,227,415 bp

也就是说,如果生女儿,其遗传物质会多98,813,480bp。

女儿完胜。

然而,上述内容只考虑了碱基对,事实上,作为人体的功能性单位,发挥作用的叫做基因。那么,男女基因数量有差异吗?

答案是肯定的

2,按基因数量的话:男的胜

简单地说:男性基因比女性多,多了27个男性特有基因(male-specific

如图,XY染色体的差异

Y染色体上是有男性特有区域的(Y-specific),这个区域女性是没有的,也不在X染色体上。

也许有人会说,女性不是多了一条X嘛,岂不是比Y多一点。

这里有点问题:

1,XX是同源染色体,这意味着它俩基因一样,就像两条1号染色体一样,只是个剂量相应。

2,女性的X染色体会有一条部分失活,这个叫做剂量补偿效应。

在哺乳动物中,细胞质某些调节物质能使两条X染色体中的一条异染色质化。当只有一条X染色体具有活性,就使得雌、雄动物之间虽X染色体的数量不同,但X染色体上基因产物的剂量是平衡的,这个过程就称为剂量补偿(dosage compensation )。

这一局,男性胜。

3,线粒体基因组

事实上,人类除了核基因外,我们还有一个额外的基因来源,那就是线粒体DNA

线粒体示意图

线粒体是一个神奇的器官,他们本身有自己独特的DNA,对于人类,长度是16569.大概只有人类基因组的的二十万分之一大小。

但是这个DNA和人类基因组完全不一样,它们甚至看起来更像细菌,因此,科学家认为线粒体是在进化过程中,被生物吸收进人体的其他生命,但是慢慢丧失了其本身的独立性,因此称之为“内共生假说”

线粒体有个特点:母系遗传不管你生儿子还是生女儿,这部分线粒体都是来自女性配偶。所以属于相同的部分。

线粒体遗传

好了,本文的内容就此结束了,我们简单的回顾一下,本文讲述的是基因垂直转移-遗传的过程。

遗传一般分为有性生殖和无性生殖,有性生殖本身有三种模式,而我们最常见的是XY性别决定系统。

在生儿生女的过程中,女性获得更多的碱基,而男性获得了更多的基因。

下一期,我们将和大家聊聊一种非遗传的基因传递——基因水平转移。

往期精彩文章:

【1】原来生物实验室里的仪器是这样的!

【2】【趣味科普】说中国人喝不了牛奶?我表示不服!

【3】【趣味科普】你造吗?除了做酸奶,细菌还能补房子!


本文为特邀科普作者李雷的原创文章,希望你们喜欢!

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