巧夺天工的基因工程染色体与基因

人们把家庭比喻为社会的一个细胞，无论从哪一方面理解都不过分。细胞是生命有机体的基本单位，一个小小的细胞所经历的事情也许要比一个家庭所经历的事情要复杂有趣得多。下面我们就来说说细胞中发生的一些事情吧。

玛丽生了只“小猫”

住在英国伦敦的 27 岁的玛丽做妈妈了，这时正巧她家的下水道坏了，请来了一位修理工。这位修理工一边为她修理下水道，一边问她最近是否新养了一只小猫。玛丽听了很生气，因为修理工听到的“猫叫声”正是她孩子的哭声。然而，过了两周，玛丽自己也越来越注意到她孩子的哭声的确像猫叫，喂食也发生了困难。于是，玛丽去找阿·米伦斯凯医生。医生为孩子作了检查，发现婴儿重量不足，脸是特有的圆形，两眼间距离宽，还可听出心脏有杂音，哭声像小猫叫。对婴儿细胞内染色体的分析结果肯定了临床诊断的结论。

病根在染色体

原来，孩子患了一种叫做猫叫综合症的遗传性疾病，患者的第 5 条染色体上发生了缺失。什么是染色体？为什么小小的一条染色体上那么一点儿缺失就会造成人类身体发育迟缓，精神发育也迟缓的病症？还是让我们通过显微镜来观察一下细胞世界的奥秘吧。

在显微镜下，我们可以看到每个细胞中都有一个细胞核，它位于细胞质中。在细胞核内存在一种很容易被碱性染料染上颜色的物质。当细胞发生分裂时，通过显微镜可以清晰地观察到一条条形态各异的染上颜色的物体—— 染色体。每一种生物体细胞内的染色体数目总是恒定的。例如，蚊子有 6 条

染色体，狗有 78 条染色体，我们人类有 46 条染色体。染色体不但在各种不同生物体细胞中的数目是恒定的，而且在大多数高等动植物中都是成对存在的，也就是说，每个身体细胞中都含有相同的两组染色体，一组来自父方，另一组来自母方。同一组内的染色体在形态结构上都是不同的，可以加以编号。这种生物我们称为二倍体生物。随着性别的分化，我们在二倍体生物中还可以找到一对与性别直接有关的染色体，叫性染色体。例如，人类中女性具有一对 XX 性染色体，男性具有一对 XY 性染色体。这样，人的 46 条染色体配成了 23 对，除一对性染色体外，其余 22 对染色体称为常染色体，按其大小形状编成 1～22 号。

染色体的组成

你可不要小看这一条条小小的染色体，它们在细胞的生命活动中却起着重要的纽带作用。据科学家分析测定，染色体的主要组成是遗传信息物质 DNA 和蛋白质。我们在细胞分裂过程中看到的染色体就是 DNA 和蛋白质纤丝这两类化学物质折叠形成的。由于 DNA 上含有能控制上下代之间传递遗传信息的

基因，因此，染色体自然就成了遗传信息的载体。每条染色体上的 DNA 中包含有成千上万个控制性状遗传的信息，通过染色体在细胞分裂过程中的行动正确地将遗传信息传递给了下一代。

染色体究竟如何将遗传信息正确无误地传给下一代呢？还是让我们看看人类自身吧。

人类的染色体

人类的每个细胞都含有 46 条染色体，通过一种被称为有丝分裂的细胞分

裂过程，将 46 条染色体复制一份给子细胞，便完成遗传信息由细胞到细胞的传递过程。在有性生殖过程中，细胞还要通过一种特殊的叫减数分裂的分裂方式，使染色体数目减少一半。结果母方形成了具有 23 条染色体（其中一条为 X 性染色体）的卵细胞，父方也形成了具有 23 条染色体的精子。不过父方的精子有 2 种，有的精子中带有一条 X 染色体，有的则带有一条 Y 染色体。当精、卵细胞结合时，如果带有 X 染色体的精子与卵结合，这种受精卵将来就发育成为女性，因为这个受精卵内带有一对 XX 性染色体。同样道理，带有Y 染色体的精子与卵结合的受精卵，将来就发育成为男性。因此，如果 DNA 所控制的一些遗传基因位于 X 染色体上，那么就必定随着 X 染色体在细胞分裂过程中传递给下一代，这就是伴性遗传。人类色盲性状的遗传方式就与 X 性染色体有关。

由于染色体与基因的关系十分密切，一些以细胞作为遗传研究对象的科学家创立了细胞遗传学。他们从染色体的缺失、重复、倒位和易位这些染色体的结构变化以及染色体数目发生的变化来观察对后代的遗传影响，从而形成了一套经典的遗传学理论体系——以遗传的染色体学说为核心的基因论。

神奇的 PCR 检测法

随着现代科学的发展，人们已经找到了鉴定运动员性别的有效办法。这种方法被称为 PCR 检测法，它是根据男子细胞中有 Y 染色体，而女子

细胞不含 Y 染色体的原理。取来一根被检者的头发，通过一系列步骤，最后用溴化乙锭染色，经紫外线照射则可查出结果。整个检测过程仅需 5 个小时。