遺傳基因（決定生物遺傳特征，具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的化學(xué)物質(zhì)）
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遺傳基因
決定生物遺傳特征，具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的化學(xué)物質(zhì)
遺傳基因，也稱(chēng)為遺傳因子，是決定生物遺傳特征，具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的化學(xué)物質(zhì)。1953年，美國(guó)遺傳學(xué)家沃森和英國(guó)生物物理學(xué)家克里克、威爾金斯發(fā)現(xiàn)，在人的受精卵的46個(gè)染色體中，含有脫氧核糖核酸（DNA）的化學(xué)物質(zhì)，稱(chēng)為基因。
遺傳基因是存儲(chǔ)、傳遞遺傳信息和復(fù)制細(xì)胞的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。遺傳信息從一代細(xì)胞到下一代和從一個(gè)個(gè)體到其后代的儲(chǔ)藏和傳遞，牽涉到一種化學(xué)機(jī)制。沃森和克里克制造出 DNA 的結(jié)構(gòu)模型用以解釋這種機(jī)制。
基本信息
| 中文名 | 遺傳基因 |
| 別名 | 遺傳因子 |
| 外文名 | genetic gene |
| 提出者 | 1909年丹麥學(xué)者約翰遜 |
| 作用 | 存儲(chǔ)、傳遞遺傳信息和復(fù)制細(xì)胞的主要物質(zhì)基礎(chǔ) |
| 應(yīng)用學(xué)科 | |
| 特性 | 穩(wěn)定性、決定性狀發(fā)育、可變性 |
| 載體 |
收起
定義
初步定義
基因有兩個(gè)特點(diǎn)，一是能忠實(shí)地復(fù)制自己，以保持生物的基本特征；二是基因能夠“突變”，突變絕大多數(shù)會(huì)導(dǎo)致疾病，另外的一小部分是非致病突變。非致病突變給自然選擇帶來(lái)了原始材料，使生物可以在自然選擇中被選擇出最適合自然的個(gè)體。
基本特性
基因具有3種特性：①穩(wěn)定性。基因的分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不容易發(fā)生改變。基因的穩(wěn)定性來(lái)源于基因的精確自我復(fù)制,并隨細(xì)胞分裂而分配給子細(xì)胞，或通過(guò)性細(xì)胞傳給子代，從而保證了遺傳的穩(wěn)定。②決定性狀發(fā)育。基因攜帶的特定遺傳信息轉(zhuǎn)錄給信使核糖核酸(mRNA)，在核糖體上翻譯成多肽鏈，多肽鏈折疊成特定的蛋白質(zhì)。其中有的是結(jié)構(gòu)蛋白，更多的是酶。基因正是通過(guò)對(duì)酶合成的控制，以控制生物體的每一個(gè)生化過(guò)程，從而控制性狀的發(fā)育。③可變性。基因可以由于細(xì)胞內(nèi)外誘變因素的影響而發(fā)生突變。突變的結(jié)果產(chǎn)生了等位基因和復(fù)等位基因。由于基因的這種可變性，才得以認(rèn)識(shí)基因的存在，并增加了生物的多樣性，為選擇提供更多的機(jī)會(huì)。
基因破譯
2003年4月14日，中、美、日、德、法、英等6國(guó)科學(xué)家宣布人類(lèi)基因組序列圖繪制成功，人類(lèi)基因組計(jì)劃的所有目標(biāo)全部實(shí)現(xiàn)。已完成的序列圖覆蓋人類(lèi)基因組所含基因區(qū)域的99%,精確率達(dá)到99.99%。染色體是DNA的載體，基因是DNA上有遺傳效應(yīng)的片段，構(gòu)成DNA的基本單位是四種堿基。由于每個(gè)人擁有30億對(duì)堿基，破譯所有DNA的堿基排列順序無(wú)疑是一項(xiàng)巨型工程。與傳統(tǒng)基因序列測(cè)定技術(shù)相比，基因芯片破譯人類(lèi)基因組和檢測(cè)基因突變的速度要快數(shù)千倍。
基因芯片的檢測(cè)速度之所以這么快，主要是因?yàn)榛蛐酒嫌谐汕先f(wàn)個(gè)微凝膠，可進(jìn)行并行檢測(cè)；同時(shí)，由于微凝膠是三維立體的，它相當(dāng)于提供了一個(gè)三維檢測(cè)平臺(tái)，能固定住蛋白質(zhì)和DNA并進(jìn)行分析。
美國(guó)正在對(duì)基因芯片進(jìn)行研究，已開(kāi)發(fā)出能快速解讀基因密碼的“基因芯片”，使解讀人類(lèi)基因的速度提高1000倍。
基因診斷
通過(guò)使用基因芯片分析人類(lèi)基因組，可找出致病的遺傳基因。癌癥、糖尿病等，都是遺傳基因缺陷引起的疾病。醫(yī)學(xué)和生物學(xué)研究人員將能在數(shù)秒鐘內(nèi)鑒定出最終會(huì)導(dǎo)致癌癥等的突變基因。借助一小滴測(cè)試液，醫(yī)生們能預(yù)測(cè)藥物對(duì)病人的功效，可診斷出藥物在治療過(guò)程中的不良反應(yīng)，還能當(dāng)場(chǎng)鑒別出病人受到了何種細(xì)菌、病毒或其他微生物的感染。利用基因芯片分析遺傳基因，將使10年后對(duì)糖尿病的確診率達(dá)到50%以上。
基因來(lái)自父母，幾乎一生不變，但由于基因的缺陷，對(duì)一些人來(lái)說(shuō)天生就容易患上某些疾病，也就是說(shuō)人體內(nèi)一些基因型的存在會(huì)增加患某種疾病的風(fēng)險(xiǎn)，這種基因就叫疾病易感基因。
只要知道了人體內(nèi)有哪些疾病的易感基因，就可以推斷出人們?nèi)菀谆忌夏?a class="dict" href="/azsoft/u2746612.html">一方面的疾病。然而，我們?nèi)绾尾拍苤雷约河心男┘膊〉囊赘谢蚰兀窟@就需要進(jìn)行基因的檢測(cè)。
基因檢測(cè)是如何進(jìn)行的呢？用專(zhuān)用采樣棒從被測(cè)者的口腔黏膜上刮取脫落細(xì)胞，通過(guò)先進(jìn)的儀器設(shè)備，科研人員就可以從這些脫落細(xì)胞中得到被測(cè)者的DNA樣本，對(duì)這些樣本進(jìn)行DNA測(cè)序和SNP單核苷酸多態(tài)性檢測(cè)，就會(huì)清楚的知道被測(cè)者的基因排序和其他人有哪些不同，經(jīng)過(guò)與已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的諸多種類(lèi)疾病的基因樣本進(jìn)行比對(duì)，就可以找到被測(cè)者的DNA中存在哪些疾病的易感基因。
基因檢測(cè)不等于醫(yī)學(xué)上的醫(yī)學(xué)疾病診斷，基因檢測(cè)結(jié)果能告訴你有多高的風(fēng)險(xiǎn)患上某種疾病，但并不是說(shuō)您已經(jīng)患上某種疾病，或者說(shuō)將來(lái)一定會(huì)患上這種疾病。
通過(guò)基因檢測(cè)，可向人們提供個(gè)性化健康指導(dǎo)服務(wù)、個(gè)性化用藥指導(dǎo)服務(wù)和個(gè)性化體檢指導(dǎo)服務(wù)。就可以在疾病發(fā)生之前的幾年、甚至幾十年進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)防，而不是盲目的保健；人們可以通過(guò)調(diào)整膳食營(yíng)養(yǎng)、改變生活方式、增加體檢頻度、接受早期診治等多種方法，有效地規(guī)避疾病發(fā)生的環(huán)境因素。
基因檢測(cè)不僅能提前告訴我們有多高的患病風(fēng)險(xiǎn)，而且還可能明確地指導(dǎo)我們正確地用藥，避免藥物對(duì)我們的傷害。將會(huì)改變傳統(tǒng)被動(dòng)醫(yī)療中的亂用藥、無(wú)效用藥和有害用藥以及盲目保健的局面。
全球每年死于不合理用藥750萬(wàn)人。位居死亡人數(shù)排行的第四位。我國(guó)因藥物不良反應(yīng)住院的病人每年約250萬(wàn)人，直接死亡20萬(wàn)人。我國(guó)每年發(fā)生藥物性耳聾的兒童約3萬(wàn)多人，在100多萬(wàn)聾啞兒童中，50%左右是藥物致聾。上海每年1萬(wàn)人因吃錯(cuò)藥而死亡。
基因檢測(cè)正在造福千家萬(wàn)戶(hù)。基因檢測(cè)：是送給兒女的平安“儲(chǔ)蓄”、送給自己的“投資”、送給父母的長(zhǎng)壽“保險(xiǎn)”。一次檢測(cè)，終身受益。
基因環(huán)保
基因芯片在環(huán)保方面也大有可為。基因芯片可高效地探測(cè)到由微生物或有機(jī)物引起的污染，還能幫助研究人員找到并合成具有解毒和消化污染物功能的天然酶基因。這種對(duì)環(huán)境友好的基因一旦被發(fā)現(xiàn)，研究人員將把它們轉(zhuǎn)入普通的細(xì)菌中，然后用這種轉(zhuǎn)基因細(xì)菌清理被污染的河流或土壤。
基因計(jì)算
DNA分子類(lèi)似“計(jì)算機(jī)磁盤(pán)”，擁有信息的保存、復(fù)制、改寫(xiě)等功能。將螺旋狀的DNA的分子拉直，其長(zhǎng)度將超過(guò)人的身高，但若把它折疊起來(lái)，又可以縮小為直徑只有幾微米的小球。因此，DNA分子被視為超高密度、大容量的分子存儲(chǔ)器。
基因芯片經(jīng)過(guò)改進(jìn)，利用不同生物狀態(tài)表達(dá)不同的數(shù)字后還可用于制造生物計(jì)算機(jī)。基于基因芯片和基因算法，未來(lái)的生物信息學(xué)領(lǐng)域，將有望出現(xiàn)能與當(dāng)今的計(jì)算機(jī)業(yè)硬件巨頭――英特爾公司、軟件巨頭――微軟公司相匹敵的生物信息企業(yè)。
遺傳因子
遺傳學(xué)作為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，對(duì)它的精確研究，即現(xiàn)代遺傳學(xué)，是從孟德?tīng)?/a>開(kāi)始的。孟德?tīng)栠x擇了正確的試驗(yàn)材料--豌豆，并首次將數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用到遺傳分析中，成功揭示出遺傳的兩大定律：分離規(guī)律和自由組合規(guī)律。
問(wèn)答
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證明，除外傷外，幾乎所有的疾病都和基因有關(guān)系。像血液分不同血型一樣，人體中正常基因也分為不同的基因型，即基因多態(tài)型。不同的基因型對(duì)環(huán)境因素的敏感性不同，敏感基因型在環(huán)境因素的作用下可引起疾病。另外，異常基因可以直接引起疾病，這種情況下發(fā)生的疾病為遺傳病。
可以說(shuō)，引發(fā)疾病的根本原因有三種：
（1）基因的后天突變；
（2）正常基因與環(huán)境之間的相互作用；
（3）遺傳的基因缺陷。
絕大部分疾病，都可以在基因中發(fā)現(xiàn)病因。
基因通過(guò)其對(duì)蛋白質(zhì)合成的指導(dǎo)，決定我們吸收食物，從身體中排除毒物和應(yīng)對(duì)感染的效率。
第一類(lèi)與遺傳有關(guān)的疾病有四千多種，通過(guò)基因由父親或母親遺傳獲得。
第二類(lèi)疾病是常見(jiàn)病，例如心臟病、糖尿病、多種癌癥等，是多種基因和多種環(huán)境因素相互作用的結(jié)果。
基因是人類(lèi)遺傳信息的化學(xué)載體，決定我們與前輩的相似和不相似之處。在基因“工作”正常的時(shí)候，我們的身體能夠發(fā)育正常，功能正常。如果一個(gè)基因不正常，甚至基因中一個(gè)非常小的片斷不正常，則可以引起發(fā)育異常、疾病，甚至死亡。
健康的身體依賴(lài)身體不斷的更新，保證蛋白質(zhì)數(shù)量和質(zhì)量的正常，這些蛋白質(zhì)互相配合保證身體各種功能的正常執(zhí)行。每一種蛋白質(zhì)都是一種相應(yīng)的基因的產(chǎn)物。
基因可以發(fā)生變化，有些變化不引起蛋白質(zhì)數(shù)量或質(zhì)量的改變，有些則引起。基因的這種改變叫做基因突變。蛋白質(zhì)在數(shù)量或質(zhì)量上發(fā)生變化，會(huì)引起身體功能的不正常以致造成疾病。
應(yīng)用
克隆
如今，克隆是指生物體通過(guò)體細(xì)胞進(jìn)行的無(wú)性繁殖，以及由無(wú)性繁殖形成的基因型完全相同的后代個(gè)體組成的種群。克隆也可以理解為復(fù)制、拷貝，就是從原型中產(chǎn)生出同樣的復(fù)制品，它的外表及遺傳基因與原型完全相同。例如，克隆羊多利
詳細(xì)
轉(zhuǎn)基因技術(shù)
將人工分離和修飾過(guò)的基因?qū)氲缴矬w基因組中，由于導(dǎo)入基因的表達(dá)，引起生物體的性狀的可遺傳的修飾，這一技術(shù)稱(chēng)之為轉(zhuǎn)基因技術(shù)。人們常說(shuō)的“遺傳工程”、“基因工程”、“遺傳轉(zhuǎn)化”均為轉(zhuǎn)基因的同義詞。經(jīng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)修飾的生物體在媒體上常被稱(chēng)為“遺傳修飾過(guò)的生物體”(Genetically modified organism，簡(jiǎn)稱(chēng)GMO)。
參考資料
[1]
人類(lèi)基因組研究大事記 · 中國(guó)新聞網(wǎng)[引用日期2013-05-28]
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