DNA如何复制以及性状如何遗传给后代

每当人类细胞分裂时，它必须首先复制所有的DNA，以便两个新细胞都获得完整且相同的遗传指令集。这个复制步骤称为DNA复制。它不同于但与遗传密切相关——遗传是解释为什么孩子与亲生父母相似的过程。

DNA复制期间发生了什么

根据遗传学信息网站yourgenome.org，DNA复制在细胞分裂期间进行，以便每个子细胞获得相同的基因组副本。在人类细胞中，整个过程——复制大约30亿个碱基对——大约在一小时内完成。

复制被描述为'半保留式'：每个新DNA分子最后有一条原始链和一条新构建的链，而不是两条全新的链。

三个步骤

1. 起始：酶解旋酶破坏保持两条DNA链结合的氢键，展开双螺旋，并打开一个Y形的'复制叉'，其中链分离。
2. 延伸：因为两条分离的链以相反的方向运行，它们的复制方式不同。在前导链上，酶引物酶放置短RNA引物，DNA聚合酶连续添加新碱基。在滞后链上，DNA聚合酶以称为冈崎片段的短的、不连续的段工作。
3. 终止：称为核酸外切酶的酶去除RNA引物并填充由此产生的间隙，DNA聚合酶校对新链的错误，DNA连接酶将片段密封成一条连续的链，然后卷回双螺旋。

美国国立人类基因组研究所（NHGRI）将相同的三阶段序列——起始、延伸和终止——描述为分子生物学中使用的标准框架，用于解释双螺旋如何展开、复制和重新密封。

遗传如何运作

遗传是遗传信息从一代传递到下一代的过程。它取决于一种称为减数分裂的不同类型的细胞分裂。NHGRI解释说，人类身体细胞通常含有46条染色体，排列成23对（'二倍体'细胞），减数分裂使二倍体细胞经过两轮分裂，产生四个'单倍体'配子——卵子或精子——每个仅含有23条染色体。

根据NHGRI，当含有23条染色体的卵子被含有23条染色体的精子受精时，产生的细胞再次具有全部46条染色体，恢复了正常的人类染色体数量，并结合了来自两个亲代的遗传物质。

门德尔定律：显性和隐性性状

NHGRI的遗传学词汇表指出，控制后代中哪些性状出现的基本规律首先由奥地利修士格雷戈尔·门德尔通过对豌豆植物进行的数千次19世纪实验中阐明。门德尔的工作确立了性状通过基因的显性和隐性版本传递，现在称为等位基因。

在这个系统下，后代从每个亲代继承一个基因副本。显性等位基因即使与不同的等位基因配对也会产生其性状，而隐性等位基因仅当两个继承的副本都是隐性版本时才会产生其性状。NHGRI警告说，并不是每个性状都整洁地遵循这个简单模式，一些门德尔性状很罕见或仍在通过持续研究中被识别。

遗传条件背后的遗传模式

美国国家医学图书馆的MedlinePlus遗传学资源描述了医生和研究人员用来追踪基因变异如何通过家族传递的几种遗传模式。

MedlinePlus遗传学还指出，许多性状和条件根本不由单个基因控制，而是由多个基因与环境因素相互作用的组合效应造成的——这种模式超出了经典门德尔遗传的范围。

为什么复制和遗传是相关的但不同

DNA复制在单个生物体的细胞内复制遗传物质，以便身体可以生长和自我修复。相比之下，遗传涉及该遗传物质如何通过减数分裂和受精在代之间重新混合和传递。在任一过程中出现的错误或变体——复制期间的错误或在受精时继承的等位基因的特定组合——是导致遗传多样性和某些情况下遗传条件产生的原因。