遗传学三大定律-基因传递的规律与变异

遗传学三大定律是指 Mendel 定律,这些定律揭示了基因如何在生物体内进行遗传。Mendel 在他的研究中发现了一些基本的遗传规则,这些规则后来被称为 mendelism,或者更常见地,被称为 mendelian inheritance。

最著名的 Mendel 定律有三条:独立性、配子比例和离散性。这些定律对于理解基因如何决定一个个体的特征至关重要。

首先,我们来看看独立性。这一原理表明,每对基因(或说每一对染色体上的两个基因)都有两个不同的状态,可以是同源染色体上相同的(同型)或者不同的一种(异型)。这意味着父母各自贡献一个配子到受精过程中,每个配子携带一种类型的某个特征。如果我们考虑眼色的例子,一只眼睛可以是蓝色,而另一只眼睛可以是棕色。在这种情况下,如果父母都是碧眼人,他们会各自贡献一个碧眼配子到受精过程中,因此他们所有孩子都会拥有碧眼。但如果他们其中之一具有棕眼,那么孩子们将有一半机会继承该颜色。

其次,配子比例也是另一个关键概念。这一原理指出,无论是一个单独基因还是多个基因控制某种特征,它们总是在杂合状态下以3:1 的比率分发给后代。换句话说,如果你观察足够数量的人,你会发现75% 是杂合型,而25% 是纯合型。这与独立性的关系密切,因为它假设每对单倍体中的每一方都有相等概率成为杂合或纯合。

最后,但并非最不重要的是离散性。这一原理强调了遗传信息在基因组内以整数倍数存在。当我们谈论人类特征时,如身高、头发颜色或智力水平时,我们通常认为它们遵循连续分布模式,即从低到高无限变化。但根据离散性的原则,实际上许多这样的特征在遗传层面表现为可区分且有限的状态。例如,有人可能具有红发,而其他人可能没有;有人可能高度聪明,而其他人可能不是这样。而这些差异并不像看起来那样连续和无限,它们之间存在明确界限,并且几乎总是遵循 mendelian 离散模式。

让我们通过一些真实案例来加深理解:

抗血小板药物阿司匹林:虽然它对于预防心脏病非常有效,但也是一种较大的风险——过敏反应。如果你的父亲曾经因为使用这个药物而出现过过敏反应,那么你也有很大的几率跟随这一步。不过,除非你的母亲也是过敏者,不然你不会继承这一天赋。

智商:虽然智商似乎是一个连续分布量化值,但是研究表明,大部分家庭中的智商偏好遵循 mendelian 离散法则,即只有少数家族成员拥有极端智能。

疾病风险:DNA检测已能够准确预测某些疾病如乳腺癌、糖尿病以及一些突变后的严重健康问题。在很多情况下,只要至少有一位亲属患有这些疾病,你就更加容易受到影响,这正是由于 Mendel 定律所描述的情况发生了——即使不是所有相关genotype 都表现出来,但仍然存在潜在风险。

综上所述,Mendel 三大定律不仅解释了生物多样性的基础,也帮助我们理解我们的身体和行为,以及为什么有些事情跑得那么快,或许还有那些令人惊讶的事情,比如为什么有些人的头发如此鲜艳,还包括更复杂的问题,如何处理个人健康状况。