你有没有发现,我们在语言中往往会说“母校”“祖国母亲”“motherland”(祖国),而不是“父校”之类的?
从遗传学的角度看,父母提供的遗传物质并不等量,母亲贡献的遗传物质更多!
动物细胞结构
对于大多数生物(真核生物),可以把其细胞分为细胞核与细胞质两部分。遗传物质不仅存在于细胞核,也存在于细胞质中。
线粒体与遗传遗传分两种,一种是孟德尔遗传(遗传物质位于细胞核)、另一种则是细胞质遗传(遗传物质位于细胞质)。孟德尔遗传中,遗传物质来自父母;细胞质遗传中,遗传物质来自母亲,也就是“母系遗传”。
细胞的能量工厂—— 线粒体
细胞质里有大量细胞器,其中一种叫“线粒体”,是真核生物进行氧化代谢的部位,是糖类、脂肪和氨基酸最终氧化释放能量的场所,简单说就是将养料转化为能量的“工厂”。
用遗传学解释“祖国母亲”人体有二套基因组:核基因组与线粒体基因组。核基因组由23对染色体组成,其中包括22对常染色体,1对性染色体,长度约为31.6亿个碱基对。线粒体基因组编码37个基因,总长约为16569 碱基对。
刚才已经指出,细胞质遗传的遗传物质来自母亲,所以线粒体基因组的遗传也是母系遗传。此外,线粒体基因组遗传还有两个特征:半自主性、高突变率。
子女遗传物质构成
那么,这对孩子会有什么影响呢?
首先,母亲贡献的基因比父亲多:儿子多837个核基因,37个线粒体基因;女儿多37个线粒体基因。
具体而言,母亲贡献的智力基因比父亲多:人类基因组中1500个基因和智力有关,X染色体有164个基因和智力相关。而且,母亲贡献的免疫力基因比父亲多:人类基因组中2140个基因和免疫力有关,X染色体有50个基因和免疫相关。
因此,子女的智力和免疫力水平更多取决于母亲。
线粒体与遗传病线粒体突变或功能障碍与多种疾病相关,例如遗传性线粒体疾病,它是线粒体基因或核基因突变导致的能量代谢障碍性疾病。
此外,Leber遗传性视神经病变(LHON)也是一种线粒体遗传病,视网膜神经节细胞及其轴突变性,导致急性或亚急性中枢视力丧失,多发于青年男性(20-30岁)。
研究表明,这一疾病不完全是母亲引起的,而是父母亲共同贡献。目前为止,在众多治疗方法中,基于线粒体基因异位表达的基因治疗是最具前景的LHON治疗手段。
(作者:管敏鑫,浙江大学求是讲席教授,中国遗传学会副理事长。曾任浙江大学生命科学学院院长、医药学部副主任。现任浙江大学遗传学研究所所长。)
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