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基因概念的发展及对我的启示

基因概念的发展及对我的启示

基因的概念是现代遗传学的中心概念,由其演化出来的一系列概念构成了现代遗传学乃至整个现代生物学的基本体系框架。回顾基因概念的演变和发展,为我们正确理解基因概念,认识其本质和遗传学的发展历程具有重要的意义。基因是遗传的物质基础,是DNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称,携带有遗传信息的DNA序列,是具有遗传效应的DNA分子片段,是控制性状的基本遗传单位,通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息,从而控制生物个体的性状表现。

1,基因概念的起源

(1)C.R.Darwi的泛生论认为动物每个器官里都普遍存在微小的流动的泛生粒,以后聚集在生殖器官内形成生殖细胞繁殖后代。

泛生论虽然是混合遗传的解释,并不正确,但是他第一次肯定

有机体内部特殊的物质负责传递遗传性状这是合理的。

(2)E.H.Hae.ckel的独特分子学说, K.W.von.Nageeli的生殖质学说,H.

deVries的泛子学说都认为遗传物质是种极微小的粒子,并都带有

形而上学的成分。

(3)A.Weismann的种质学说认为生物体可分为体质和种质两部分,种质学说包含着科学合理的内核,已认识到遗传物质问题。因此

可以说是基因的初步概念已经在种质学说中开始孕育萌动了。

2.基因概念的发展

1)经典遗传学阶段

(—)遗传因子学说基因的最初概念来自孟德尔的“遗传因子”,认为生物性状的遗传是由遗传因子所控制的,性状本身是不能遗传的,被遗传的是遗传因子。

(二)基因术语提出1909年,丹麦学者W.L.Johannsen提出了“基因”(gene)一词,代替了孟德尔的遗传因子。但是只是提出了遗传因子的符号,并没有提出基因的物质概念。

(三)基因是化学实体1910年摩尔根等通过果蝇杂交实验研究性状的遗传方式得出连锁交换定律,证明基因位于染色体上,并呈直线排列,性别决定是受染色体支配的。

(四)三位一体学说1927年莫勒首先用X射线造成人工突变研究基因的行为,证明基因在染色体上有确切的位置,它的本质是一种微小粒子。Morgan的“基因论”首次把基因的概念归纳为“三位一体学说”,遗传就是位于染色体上的粒子单位——基因的传递。

(五)一个基因一个酶学说1941年Beadle,G.w等人对红色链孢霉进行研究提出一个基因一个酶的观点,认为基因控制酶的合成,一个基因控制一个相应的酶,基因通过酶控制代谢继而控制性状,这是人们对基因功能的初步认识。

2)分子遗传学阶段

(一)基因的化学本质是DNA,有时是RNA 艾弗里和格里菲斯通过对肺炎双球菌的转化实验首次证明了基因的本质是DNA。1956年,康兰特烟草病毒的研究中,证明了不具有DNA的病毒中RNA是遗传物质,从而基因的概念落实到具体的物质上。

(二)基因不是最小的遗传单位,基因是可分的1955年,Benzer,S.用大肠杆菌T4噬菌体为材料,分析了基因的精细结构,从而提出顺反子,突变子和重组子的概念,说明了基因的结构是可分的。1961年,杰考伯和莫诺在对大肠杆菌产生糖苷酶的研究过程中,提出操纵子学说。说明基因在功能上是可分的,基因在功能上不仅有转录成mRNA的结构基因,也有起着调节结构基因的功能活动的操纵基因和调节基因。

3.基因概念的现代发展

20世纪70年代,DNA体外重组技术和基因工程的技术成熟,人们对基因的结构和功能上的特征有了更多的认识,涌现出断裂基因,重叠基因,假基因,超基因,跳跃基因等基因的多元概念。

孟德尔把控制性状的因子称为遗传因子,约翰森提出基因这个名词,取代遗传因子,摩尔根等对果蝇,玉米的大量研究,建立了以基因和染色体结构为主体的经典遗传学。随着分子遗传学和现代遗传学的发展,对基因的本质有了更深的了解和认识。基因由最初的一个抽象名词,最后定义为基因组中一段具体的,可以编码蛋白质或RNA 的DNA序列,并成为生物学最重要的词汇之一。基因的定义在面临着更大的挑战,人们发现基因的过程是十分艰难的,但是只要我们不懈努力,随着科技的进步,我们必将对基因有一个全新的认识,给基因的概念赋予新的内容,从而不断推动遗传学等其他生物学科的发展。