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基因检测小知识

肉兔纸 生物100 2023-02-13

今天,有位已经毕业的学生来找我聊天,说他外公做了基因检测,真实的检测出来他外公的祖源——来自南方汉族,并且还在广东汕头找到了基因相近的人。

其实这个基因检测的过程已经很商业化了,过程很简单,我们只要购买相应的试剂检测盒,取口腔中几毫升的唾液,再寄回给公司,会有专业人员对唾液中的口腔细胞提取DNA,再扩增测序分析就可以出报告了。

是不是觉得很神奇?

接下来,我们先顺着时间的线索,先追溯“基因”这个词是怎么来的?

1 “基因”一词的来历

“基因”就是英文单词“gene”的音译,是在1909年,由丹麦的生物学家约翰逊起的一个名字。

那为什么约翰逊会起这个名字呢?这就要追溯到1856年,有一位奥地利科学家,也就是被称为“现代遗传学之父”的孟德尔做的著名实验——豌豆杂交实验。

孟德尔是一位严谨、脚踏实地的科学家,他用了长达8年的时间潜心研究各种植物(包括豌豆、山柳菊、玉米等)的杂交实验,并收集数据进行统计分析。这里要说一句,在当时那个时代,主流的遗传观点是融合遗传(即双亲的遗传物质会混合,子代的性状介于父母之间。)。而孟德尔开创性地利用数学统计的方法对实验数据进行分析后,在大胆想象和严谨推理基础上,果断抛弃了主流观点而另辟蹊径,创造性的提出了“遗传因子”,并提出假说,难得的是孟德尔还巧妙的设计了测交实验,进一步验证了他的理论。之后在1866年孟德尔将研究成果整理成论文《植物杂交试验》,就是著名的两大遗传规律——分离定律和自由组合定律。


这个理论太超前了,当时的科学家并没有发现它的价值。直到1900年,世界上3个不同的实验室同时重新发现了孟德尔的工作,才意识到他提出的两大遗传规律具有的重要意义。(注:详情见下方相关阅读1)

①分离定律——在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中个,随配子遗传给后代。

②自由组合定律——控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。

从这两大定律的表述中,可以看出“遗传因子”是非常关键的一个词。当时只是为了否定融合遗传的观点,从理论上定义遗传因子代表生物体中一个个独立的、不相融合的颗粒。

随后,1909年,丹麦科学家约翰逊出版的著作《遗传学原理》,该书是当时欧洲最杰出、最有影响的遗传学教科书,而书中首次引用的“基因”等概念便因此广泛流行起来。(注:详情见下方相关阅读2

2 基因是什么?为什么可以通过基因检测寻找祖源?基因检测还有哪些应用?

其实每个人体内细胞中都有特定的DNA序列,在DNA分子上有特定遗传效应的碱基排列顺序片段就是基因。只要将收集来的DNA分子中的碱基排列顺序检测出,再对比分析出他外公的相同DNA分子上的基因片段,若大部分相同即可分析出是来自同一地方。

基因可以在细胞中进行复制,从而将遗传信息代代相传,所以同一物种的生物体遗传物质具有相似性。可以根据基因检测这个工具找到自己祖源地,来进行亲子鉴定,或者是进行案件侦破、遇难者的身份确认等等功能。

基因是有遗传效应的,可以在细胞中进行转录和翻译,从而控制相应的遗传性状。有些人体内发生了基因突变而形成的遗传病,通过基因检测,可以确定是位于哪条染色体的基因异常后,进而采用相应技术手段进行基因治疗而恢复健康。比如,失聪是一种最常见的先天性缺陷之一,致病原因就是发生了基因突变,而基因疗法是治愈这类疾病的希望所在,可以从基因水平根治遗传性失聪这种先天性缺陷。

其实这个基因检测工具,除了能进行祖源分析,还能检测出遗传性疾病、潜在的健康风险、身体对营养物质的代谢需求等等。之所以能将人体的基因与非常多的性状相对应,那必须提到一个非常重要的工程——人类基因组计划。

人类基因组计划最早是由美国科学家于1985年率先提出,于1990年正式启动的,有美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与的预算高达30亿美元的的项目。在2003年4月14日,人类基因组计划的测序工作已经完成,已经成功揭开组成人体2.5万个基因的30亿个碱基对的秘密,并绘制出人类基因的图谱。

通过基因检测,我发现很多有意思的性状。比如有一个有趣的性状叫“绝对音准能力”,位于人类8号染色体上的ASAP1基因,这个基因可以帮助人们解答“为什么有人唱歌好听,有人唱歌走调了?”还有一个性状是爱美人士非常关心的,叫做“抗晒黑反应能力”,控制这个性状的基因就位于多条染色体上。

相关阅读:

文中提到的两个问题①基因是谁提出的②直到1900年,世界上3个不同的实验室同时重新发现了孟德尔的工作,下面的超链接有具体的过程。

1.遗传学的奠基者现代遗传学之父:孟德尔的幸与不幸

2.基因的名称到底是摩尔根提出的还是约翰逊提出的

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