遗传学入门

遗传学是对基因的研究，并试图解释它们是什么以及它们如何工作。 基因是生物体如何从其祖先那里继承特征或特征的方式； 例如，孩子通常看起来像他们的父母，因为他们继承了父母的基因。 遗传学试图确定哪些特征是遗传的，并解释这些特征是如何代代相传的。

有些特征是生物体外貌的一部分，例如人的眼睛颜色、身高或体重。 其他种类的特征不容易被发现，包括血型或对疾病的抵抗力。 有些特征是通过我们的基因遗传的，所以高瘦的人往往会生出又高又瘦的孩子。 其他特征来自我们的基因与环境之间的相互作用，因此孩子可能会遗传到高个子的倾向，但如果他们营养不良，他们仍然会很矮。 我们的基因和环境相互作用以产生特征的方式可能很复杂。 例如，某人死于癌症或心脏病的几率似乎取决于他们的基因和生活方式。

基因由称为 DNA 的长分子组成，它会被复制并代代相传。 DNA 由在这个大分子中以特定顺序排列的简单单元组成。 这些单位的顺序携带遗传信息，类似于页面上字母顺序携带信息的方式。 DNA 使用的语言称为遗传密码，它让生物体读取基因中的信息。 此信息是构建和操作活生物体的说明。

一个特定基因中的信息在一个生物体和另一个生物体之间并不总是完全相同，因此一个基因的不同拷贝并不总是给出完全相同的指令。 单个基因的每种独特形式称为等位基因。 例如，头发颜色基因的一个等位基因可以指示身体产生大量色素，长出黑发，而同一基因的另一个等位基因可能会发出乱码指令，无法产生任何色素，长出白发。 突变是基因的随机变化，可以产生新的等位基因。 突变也可以产生新的性状，例如当黑发等位基因的突变产生新的白发等位基因时。 这种新特征的出现在进化中很重要。

基因是包含核糖核酸 (RNA) 或多肽合成信息的 DNA 片段。 基因以单位的形式遗传，两个父母将他们的基因副本分配给他们的后代。 人类的每个基因都有两个副本，但每个卵子或精子细胞每个基因只能获得其中一个副本。 卵子和精子结合形成一套完整的基因。 由此产生的后代具有与其父母相同数量的基因，但对于任何基因，其两个拷贝中的一个来自其父亲，一个来自其母亲。

这种混合的效果取决于基因的类型（等位基因）。 如果父亲有两份红发等位基因拷贝，母亲有两份棕发等位基因拷贝，那么他们所有的孩子都会得到这两个发出不同指令的等位基因，一个用于红发，一个用于棕色。 这些孩子的头发颜色取决于这些等位基因如何协同工作。 如果一个等位基因支配另一个等位基因的指令，则称为显性等位基因，而被覆盖的等位基因称为隐性等位基因。 如果一个女儿同时拥有红色和棕色头发的等位基因，则棕色是显性的，她最终会变成棕色头发。

虽然红色等位基因在这个棕发女孩身上仍然存在，但没有表现出来。 这是您在表面上看到的（生物体的特征，称为表型）与生物体内的基因（其基因型）之间的差异。 在此示例中，您可以调用棕色 B 的等位基因和红色 b 的等位基因。 （显性等位基因大写，隐性等位基因小写是正常的。）棕发女儿有棕发表型，但基因型为Bb，有一个B等位基因拷贝，一个b等位基因拷贝 。

现在想象一下，这个女人长大了，并且和一个同样有 Bb 基因型的棕发男人生了孩子。 她的卵将是两种类型的混合物，一种含有 B 等位基因，另一种含有 b 等位基因。 同样，她的伴侣会产生两种类型的混合精子，其中包含这两个等位基因中的一个或另一个。 当传递的基因在他们的后代中结合时，这些孩子有可能获得棕色或红色头发，因为他们可能获得 BB = 棕色头发、Bb = 棕色头发或 bb = 红色头发的基因型。 因此，在这一代人中，隐性等位基因有可能在孩子的表型中表现出来——他们中的一些人可能像他们的祖父一样长着红头发。