首頁 有趣得讓人睡不著的基因

在基因與染色體之間

探尋基因的真麵目

被譽為遺傳學之父的孟德爾其實並沒有使用“基因”這個字眼。第一個使用“基因”一詞的,是威廉·貝特森。貝特森通過許霍·馬裏·德弗裏斯(於1900年重新發現了孟德爾遺傳規律)的論文認識了孟德爾,他將孟德爾的論文翻譯為英語,傳播給世人,還發明了“基因”“遺傳學”等詞語。貝特森普及了基因這個概念,但基因究竟是什麽物質還尚未明了。

讓我們回到1842年,卡爾·威廉·馮·內格裏第一次通過顯微鏡來觀察細胞分裂,在細胞核中發現了“染色體”(chromosome)。然而,內格裏卻並沒有意識到染色體的重要性,為染色體命名的其實是海因裏希·沃爾德耶(1888年)。在內格裏觀察到染色體的40年之後,華爾瑟·弗萊明於1882年發現了染色體和細胞分裂之間的關係。弗萊明發現苯胺這種堿性物質會將細胞核內的物質染色(所以才叫染色體)。

1902年,沃爾特·薩頓通過草蜢的生殖細胞(**和卵)發現了“減數分裂”現象。減數分裂是生殖細胞所特有的現象,指的是染色體數目減半的細胞分裂。如果把這一半染色體理解為遺傳性狀的“因子”,那麽就能完美解釋孟德爾的遺傳模型了。

某位學者的挑戰

那麽,基因和染色體之間究竟有著怎樣的關係呢?

證明了這一點的是托馬斯·摩爾根。摩爾根擁有以海洋生物為研究對象的胚胎學(研究受精卵形成及發育過程的機製的學科)學位。研究之初,他對達爾文的進化論很感興趣。要研究進化,就必須持續追蹤實驗對象多達幾百代。這樣一來,就必須選擇生物生命周期(從出生到下一代誕生為止的周期)短的生物作為研究對象。

摩爾根就任哥倫比亞大學教授時(1904年),恰巧是人們對重新發現孟德爾遺傳規律十分關注,以及薩頓提出染色體學說的時候。基因在當時還是一個十分抽象的概念,人們也不清楚染色體的作用。摩爾根一開始還懷疑過染色體學說和孟德爾遺傳規律,不過在參觀德弗裏斯對月見草的突變研究後開始產生興趣,決定用動物來研究突變。