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从一到无穷大_(美)乔治·伽莫夫著;阳曦译(2 遗传和基因) 第(2/2)页

然后是色盲妻子与“正常”丈夫的组合。这对夫妻的儿子肯定是色盲,因为他体内唯一的X染色体必然来自母亲;而女儿将从父亲那里继承一条“好的”X染色体,再从母亲那里继承一条“坏的”X染色体,她本人不是色盲,但和前面那个例子一样,她的儿子也可能成为色盲。真的很简单,对吧!

色盲这一类的遗传特征需要两条染色体都受到影响才会表现出明显的性状,因此我们称之为“隐性遗传特征”。它可能通过一种隐藏的方式隔代相传,所以我们有时候会看到一些悲伤的事情,譬如说,两条漂亮的德国牧羊犬生出来的小狗看起来一点儿都不像它的父母。

“显性遗传”和隐性遗传正好相反,这类遗传特征只需要一条染色体受到影响就会表现出来。为了说明这种情况,我们暂且脱离现实,以一种虚构的奇怪兔子为例,它的耳朵长得跟米老鼠一样。如果“米老鼠耳朵”是一种显性遗传特征,也就是说,只要这只兔子的一条染色体出了问题,它的耳朵就会长成这种不体面(对兔子来说)的样子。可以预见的是,这样的耳朵将以图97所示的方式遗传给这只兔子的后代(假设这位兔子始祖和它的所有后代都跟正常耳朵的兔子**)。我们在示意图中用蓝点标出了引发“米老鼠耳朵”的染色体缺陷。

除了显性遗传和隐性遗传以外,还有一种“中性”遗传特征。假设我们的花园里种着红色和白色两种胭脂花,如果红花的花粉(植物的精细胞)被风或者昆虫传播到了另一株红花的雌蕊上,它将和雌蕊根部的胚珠(植物的卵细胞)结合,这样结出的种子开出的依然是红花。要是白花的花粉传给了另一株白花,它们的下一代开出的花朵也是白的。但是如果白花的花粉落在了红花的雌蕊上,或者反之,最后结出的种子就会开出粉红色的花朵。不过我们很容易发现,粉红花的生物学性状并不稳定,它们的下一代继续保持粉红色的概率只有50%,还有25%的概率开出红花,25%的概率开白花。

要解释这种情况,我们只需要假设这种植物细胞的一条染色体携带的颜色信息可能有两种(红色或白色),要让它开出纯色的花朵,两条染色体携带的颜色信息必须完全相同。如果一条染色体携带的信息是“红色”,另一条是“白色”,二者的冲突就会导致植物开出粉红色花朵。图98清晰地列出了“颜色染色体”在花朵后代中的分布,只消看一眼你就会发现,各种颜色出现的概率完全符合我们刚才的描述。除此以外,我们很容易证明,白色和粉红色胭脂花杂交的后代有50%的概率是粉红色,50%的概率是白色,但绝不会开出红花。以此类推,红色和粉红色胭脂花的后代有50%的概率是红色,50%的概率是粉红色,但不会出现白色。近一个世纪前,谦逊的摩拉维亚神父格雷戈尔·孟德尔(GregorMendel)在布吕恩附近的修道院花园里种植豌豆的时候无意中发现了这样的遗传规律。

讲到这里,我们已经将生物幼体的各种遗传性状和它从父母那里继承来的不同的染色体联系到了一起。但是由于生物的性状多不胜数,染色体的数目却相对比较少(果蝇的每个细胞里只有8条染色体,人类也只有46条),所以我们不得不假设,每条染色体都携带多种性状。可以想象,各种遗传性状的相关信息密密麻麻地排列在细长的染色体上。事实上,看看照片VA,它拍摄的是果蝇(Drosophilamelanogaster[108])唾液腺的染色体,你很容易觉得,长长的染色体上那些数不清的黑色条带代表的正是它携带的不同性状。也许有的条带决定了果蝇的颜色,有的决定了果蝇翅膀的形状,还有的代表着果蝇拥有六条腿,每条长约1/4英寸;这些性状组合在一起,让这只动物长成了果蝇的样子,而不是蜈蚣或者小鸡。

事实上,遗传学证明了我们的猜测。我们不但能证明染色体上这些名为“基因”的微型结构单元的确携带着各种各样的遗传性状,而且在很多情况下,我们还知道每段基因携带的具体遗传信息。

当然,就算是在最先进的显微镜下,所有基因看起来还是差不多,它们不同的功能深深隐藏在分子结构内部。

因此,要弄清每段基因“生命的意义”,我们只能深入研究特定动植物物种的遗传特性代代相传的方式。

我们已经看到,新生命的染色体总是一半来自父亲,一半来自母亲。由于父母双方的染色体又分别来自祖父母和外祖父母,你也许会顺理成章地认为,对于父系和母系的祖辈,孙辈只能得到每边一位的染色体。但事实并非如此,有案例表明,孙辈个体有可能同时表现出四位祖辈的遗传性状。

难道我们刚才描述的染色体传递过程有什么不对?事实上,我们的描述一点儿都没错,只是需要做一点儿修正。我们应该考虑到,储存的繁殖细胞通过减数分裂形成两个配子,但在分裂开始之前,成对的染色体常常纠缠在一起,所以它们有可能产生部分的交换。这样的交叉混合会导致来自父母双方的基因序列发生混淆,从而产生混合的遗传性状。某些情况下,单条染色体也可能缠绕成环,然后再重新散开,这也会造成基因顺序错乱(图99c,照片VB)。

显然,一对染色体或单条染色体的基因移位,更可能改变那些原本隔得很远的基因的相对位置,紧挨在一起的基因受到的影响相对较小。这就像切牌会改变牌堆上半部分和下半部分的相对位置(原本位于牌堆上下两端的牌被叠到了一起),但原本紧挨在一起的牌只有两张被拆开了。

因此,在染色体交叉混合的过程中,如果我们观察到某两个遗传性状几乎总是一同改变,那么我们或许可以推测,它们背后的基因也总是紧挨在一起。反过来说,彼此独立、互不影响的性状在染色体上的位置必然隔得很远。

按照这样的逻辑,美国遗传学家T.H.摩尔根()和他的学派捋清了果蝇染色体的基因顺序。图100描绘了不同性状背后的基因在果蝇4条染色体上的分布情况,这就是摩尔根的一部分研究成果。

当然,除了果蝇以外,我们也可以绘制包括人类在内的更复杂动物的基因图谱,就像图100那样,只是这需要更加深入细致的研究。[109]


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