遗传学

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遗传学(来自希腊人 γεννάωgennao,生或生产)是科学属于基因,遗传、和变异属于有机体“遗传学”一词最初是由杰出的英国的科学家贝特森 [1]在致塞奇威克,日期4月18日, 1905. 贝特森于1906年在英国伦敦举行的第三届国际遗传学会议上首次公开使用“遗传学”一词。

遗传和变异是遗传学的基础。人类史前遗传学的应用知识驯化育种属于植物动物在现代研究中,遗传学为研究特定基因的功能提供了重要工具,例如分析遗传相互作用在生物体内,遗传信息通常携带在染色体,其中它在化学结构特别的DNA(脱氧核糖核酸)分子.

基因编码合成氨基酸中的序列蛋白质这反过来又在决定决赛中起着重要作用表型或生物体的外观。二倍体生物体,a占主导地位的 等位基因在一条染色体上会屏蔽隐性的另一方面是基因。

这个短语为编码通常用于表示基因包含如何构建特定蛋白质的指令,如蛋白质的基因编码.“一个基因,一种蛋白质”的概念现在被认为过于简单。例如,一个基因可能产生多个产品,这取决于它的转录受到监管。基因编码核苷酸中的序列信使核糖核酸,tRNArRNA,是蛋白质合成所必需的。

遗传学在很大程度上(但不是全部)决定了生物体(包括人类)的外观,也可能决定了它们的行为方式。环境的差异和随机的,随机的因素也起到了一定作用。同卵双胞胎,一个克隆胚胎早期分裂产生的DNA相同,但不同个性指纹.在较冷的环境中生长的具有遗传特性的植物气候包含较短且不太饱和的脂肪酸以避免僵硬。

历史

有关详细信息,请参阅:遗传学史.

格雷戈·孟德尔研究了豌豆花色等简单性状的遗传基础。在1865年提交给布伦自然历史学会的论文“Versucheüber Pflanzenhybriend”(“植物杂交实验”)中,孟德尔追踪了豌豆植物某些性状的遗传模式,并表明它们可以用数学描述。虽然并非所有功能都显示了这些模式孟德尔遗传他的工作表明了统计学在遗传研究中的应用。从那时起,已经证明了许多更复杂的继承形式。直到二十世纪初,孟德尔去世后,其他研究类似问题的科学家重新发现了他的研究,人们才理解孟德尔工作的重要性。

尽管孟德尔的继承定律早于实际制定,但它仍然适用分子已知与遗传有关。科学家现在知道等位基因孟德尔所描述的是真实的;每个等位基因都是基因,它又是一个字符串DNA细胞内的分子。(相比之下,逆转录病毒,包括流感,肿瘤病毒艾滋病咨询门诊,和许多植物病毒,将信息作为核糖核酸.)DNA的操纵反过来可以改变各种生物体的遗传和特征。当基因表达时,即当它被翻译成蛋白质孟德尔观察到的某些等位基因的优势是由于某些等位基因比其他等位基因更有效地表达所致。孟德尔预测基因,或他称之为“可遗传因素”,可以在创造配子; 这种随机分类现在被认为是减数分裂的 细胞分裂.

作为现代遗传学后来对孟德尔发现的验证的一个例子,他的独立分类法表示负责某一性状的两个可遗传因素将分离为配子独立于其他任何事情。现在可以理解,随机分类发生在减数分裂因为每个都有两份染色体每个人由两个姐姐组成染色单体机会决定了哪个配子接收每个染色单体。

孟德尔的结论适用于个体中存在或不存在的任何特征,而不是沿着连续统变化的特征。但是可以对孟德尔遗传学进行简单的修改,以解释多重基因的存在等位基因(例如,在血型),共同支配部分优势、和与性别相关的特征.由不同的基因比如人类眼睛颜色然而,太复杂了,无法用孟德尔逻辑来解释。

重大发现时间表

1859查尔斯·达尔文发布物种起源
1865格雷戈·孟德尔的论文,植物杂交试验
1869米歇尔在…的细胞核中发现一种弱酸白细胞我们今天打电话给DNA(哈特尔和琼斯)。
1903年发现染色体是遗传单位
1906年英国生物学家首次公开提出“遗传学”一词贝特森在英国伦敦举行的第三届国际遗传学会议上。
1910摩尔根表明基因存在于染色体上,并在染色体上发现了不遵循孟德尔独立等位基因分离定律的连锁基因
1913阿尔弗雷德·斯特万特绘制染色体的第一张遗传图
1913基因图谱显示包含线性排列基因的染色体
1918费希尔发布孟德尔遗传假说中的亲属关系-的现代合成开始。
1927年基因的物理变化被称为突变
1928弗雷德里克·格里菲斯发现一种可在细菌之间传播的遗传分子(参见格里菲斯实验)
1931跨越是的原因复合(请参见芭芭拉·麦克林托克细胞遗传学)
1941爱德华·劳里·塔特姆乔治·威尔斯·比德尔显示基因编码蛋白质; 查看原件遗传学的中心法则
1944埃弗里,科林·马克聊德麦卡蒂隔离DNA作为遗传物质(当时称为变换原理)
1950查加夫表明四个核苷酸在核酸中的比例不稳定,但一些一般规则似乎成立(例如,核苷酸碱基腺嘌呤-胸腺嘧啶和胞嘧啶-鸟嘌呤始终保持相等的比例)。芭芭拉·麦克林托克发现转座子在里面玉米
1952年Hershey-Chase实验证明了噬菌体(和所有其他生物)成为DNA
1953年DNA结构被解析为双重结构螺旋线通过沃森克里克,在的帮助下富兰克林
1956赵欣哲(Jo Hin Tjio)阿尔伯特·莱文确定人类的正确染色体数为46
1958年Meselson-Stahl实验证明DNA是半保守复制
1961年遗传密码排列成三元组
1964霍华德·马丁·特明显示使用RNA病毒那个克里克的中心教条并不总是正确的
1970限制性内切酶是在对细菌的研究中发现的,流感嗜血杆菌使科学家能够剪切和粘贴DNA
1977年的DNA是按顺序排列的第一次通过桑格,沃尔特·吉尔伯特、和艾伦·马克西姆独立工作。桑格的实验室完成了噬菌体 Φ-X174;.
1983凯利·班克斯·穆利斯发明了聚合酶链反应使DNA易于扩增
1985亚历克·杰弗里斯发现了遗传指纹。
1989年第一个人类基因由柯林斯徐立之。它对CFTR公司蛋白质。该基因缺陷导致囊性纤维化
1995年的基因组流感嗜血杆菌是第一个被测序的自由生物体基因组
1996酿酒酵母是第一个真核生物即将发布的基因组序列
1998年第一个多细胞真核生物的基因组序列,秀丽隐杆线虫已发布
2001年人类基因组的第一个草图序列由人类基因组项目塞雷拉基因组.
2003 (4月14日)成功完成人类基因组项目99%的基因组测序到99.99%精确 [2]
2006年马库斯·彭布雷和奥洛夫·拜格伦出版人类的性别特异性、男性系跨代反应,证明表观遗传学.[3]

遗传学领域

经典遗传学

有关详细信息,请参阅:经典遗传学孟德尔遗传.

经典遗传学包括遗传学那是在分子生物学.在发现了遗传密码和克隆作为限制性内切酶,向遗传学家开放的调查途径大大拓宽。一些经典的遗传学思想已经被分子发现带来的机械论理解所取代,但许多仍然保持不变并在使用中,例如孟德尔定律.继承模式仍然是研究遗传病.

行为遗传学

有关详细信息,请参阅:行为遗传学.

行为遗传学研究不同基因对动物行为的影响。行为遗传学研究人类疾病的影响及其原因。行为遗传学已经提出了一些关于各种行为进化的非常有趣的问题,甚至还有一些一般进化的基本原理。例如,孔雀鱼和猫鼬似乎是受基因驱使而设置警戒线来监视捕食者。这个了望台的生存机会比其他了望台要小得多,因此,由于自然选择,这一特性似乎会在几代之后消失。然而,基因仍然存在,领先的进化哲学家/科学家理查德·道金斯W.D.汉密尔顿提出解释,包括以下理论亲属选择互惠利他主义群居生物的相互作用和行为部分是由遗传引起的,因此必须用进化论来研究。

临床遗传学

有关详细信息,请参阅:临床遗传学.

医师接受遗传学家培训,诊断、治疗和指导患者遗传性疾病综合征. 这些医生通常接受遗传学方面的培训居住权和/或交情.

临床遗传学也是研究临床疾病的遗传原因的学科。

分子遗传学

有关详细信息,请参阅:分子遗传学.

分子遗传学建立在经典遗传学的基础上,但侧重于基因的结构和功能分子的级别。分子遗传学采用经典遗传学的方法(例如杂交)和分子生物学。这就是所谓的将其与遗传学的其他子领域区分开来,例如生态遗传学群体遗传学分子遗传学的一个重要领域是利用分子信息来确定血统模式,从而确定正确的科学分类生物:这叫做分子系统学.遗传特征的研究与DNA序列被调用表观遗传学.

一些人认为生活可以在中定义分子的术语,作为一组策略核糖核酸多核苷酸已经并将继续用于自我延续。这一定义源于生命的起源,特别是RNA世界假说.

人口、数量和生态遗传学

有关详细信息,请参阅:群体遗传学,数量遗传学、和生态遗传学.

种群遗传学、数量遗传学和生态遗传学都是非常密切相关的亚领域,也是建立在经典遗传学(辅以现代分子遗传学)的基础上的。它们主要以一个共同的学习主题来区分人口来自自然界的有机体,但在选择它们关注的有机体的哪一方面上有所不同。基础学科是种群遗传学,它研究等位基因频率受四种进化力影响的基因:自然选择,遗传漂变,突变迁移正是这一理论试图解释如下现象适应物种形成.

数量遗传学的相关子领域建立在群体遗传学的基础上,旨在预测对选择给定的数据表型以及个人关系。定量遗传学的一个最新发展是对数量性状位点受大量基因影响的性状被称为数量性状,它们在染色体需要来自大量相关个体的准确表型、系谱和标记数据。

生态遗传学再次建立在群体遗传学的基本原理之上,但更明确地侧重于生态问题。分子遗传学在分子水平上研究基因的结构和功能,而生态遗传学侧重于生物体的野生种群,并试图收集有关个体生态方面的数据以及来自这些个体的分子标记。

群体遗传学与遗传流行病学方法密切相关。研究基因疾病关联的一种方法是使用孟德尔随机化.

基因组学

有关详细信息,请参阅:基因组学.

最近的一个发展是基因组学它试图研究基因组对于一个特定物种(原则上是所有DNA)。基因组学依赖于整个基因组序列的可用性,以及在生物信息学用于分析大量数据。

密切相关的领域

生物化学遗传学被广泛称为分子生物学.“遗传学”一词经常与基因工程生物的DNA被修饰以达到某种实际目的,但遗传学的大多数研究都旨在理解和解释基因对表型的影响以及基因在种群中的作用(参见群体遗传学生态遗传学). 基因工程在许多遗传学领域被用作一种实验工具,以帮助研究基因在生物体内的工作方式。

Offshot公司

基于基因突变的原理,计算方法称为遗传算法已开发用于优化搜索功能。

工具书类

  • 丹尼尔·哈特和伊丽莎白·琼斯。(2006). 《遗传学:基因和基因组分析》:2。


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