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标题: 【求助】显性基因和隐性基因的生物本质 [打印本页]

作者: 梦幻苹果 时间: 2013-12-21 13:15 标题: 【求助】显性基因和隐性基因的生物本质

从phenotype和genotype这两个层面来讨论，前者是可测度的指标，在这个层面上显性基因和隐性基因的含义和区别一目了然；但是如果从基因水平去讨论的话，能够表达出正常功能蛋白质的就是显性，而如果由于突变等原因导致表达的蛋白质生物功能散失，就是隐性基因。如果这样看的话，显性/隐性是否可以相互转化？完全用功能来裁定一个基因是显性还是隐性是否有失公正？况且功能的存在或丧失不完全是“all or none”的关系哦。

作者: 人小鬼大 时间: 2013-12-21 13:16

对遗传学知识不多，也想借此抛砖引玉。phenotype 是否是指一个整体的“性状”，而不是指单独一个蛋白的功能的？只用基因来衡量蛋白的功能确实不能解决问题，一个基因因为转录后，甚至翻译后的剪切，还有 dominant negative 这样的非功能个体存在，不同的 splicing 产物更不用说了。

作者: 再回首tv 时间: 2013-12-21 13:17

其实这完全是对概念的理解。显性基因和隐性基因传统上讲主要还是从整体上看的，从phenotype上来看的。天天想将其引入基因水平上来看未尝不可，但要注意的是有无必要？是否合适？

但是如果从基因水平去讨论的话，能够表达出正常功能蛋白质的就是显性，这句话不妥。何为正常功能蛋白质？事实上，很多基因都会翻译成蛋白质，只是其表达受到时空调控，而这些基因既然存在，就会有其生理意义（即正常功能）。如果从基因表达调控的角度来讲，同一个基因在这个组织表达出蛋白质（显性？）、而在另一个组织中不表达（隐性？）但这种显性和隐性之间显然是可以相互转换的。

作者: 梦幻苹果 时间: 2013-12-21 13:17

看来显性和隐性的定义都应该注意整体，不能够从基因水平去讨论，否则会失去意义。

但是现在就产生了又一个问题，就是这个“整体”到底是如何界定的？在动植物界，黄圆/绿皱，红眼/白眼是phenotype的体现，但是在人类遗传疾病中，phenotype如果说表现为患者的临床症状，似乎也不完善。临床症状算phenotype，镜下组织学改变算不算phenotype？病理学改变呢？各种生化指标呢？这样就产生了矛盾，症状的phenotype可能是不同的，但组织学改变又是类似的，比如进行性肌营养不良，根据临床症状的不同，肌肉萎缩的部位不同，发病急缓和病程迁延程度不同，分为很多类型，如：DMD/BMD/EDMD/LGMD……，但是组织学改变又都表现为肌细胞坏死/增生，脂肪/纤维结缔组织增生，炎细胞浸润等很多类似的变化……这个矛盾如何解决呢？

作者: 人小鬼大 时间: 2013-12-21 13:17

很多小的方面是contribute to phenotype，如果反过来把 phenotype 用在这些小的方面就不合适了。

作者: 暗香涌 时间: 2013-12-21 13:19

就像2楼说的那样，显隐性是就某一性状来说的：比如孟德尔豌豆实验中，红花相对于白花来说是显性的，控制花色的这一对等位基因另外还控制其他的一些性状，如叶掖的斑点。但另外的这些性状并不明显，对于这些性状来说，也许就不是红花或白花那样典型的显隐性关系了。

等位基因的显隐性关系也是相对的，若某一基因座位有多对等位基因，那么，有可能会出现某一等位基因相对于另一等位基因是显性的，但相对于第三个等位基因又变成隐性的了。另外，还有不完全显性、共显性等现象。

就单基因遗传病来说，也有显性遗传病和隐性遗传病之分：显性遗传病指疾病基因的纯合子和杂合子个体都发病；隐性遗传病指疾病基因纯合子发病，杂合子不发病。

我对遗传病知道得很少，不知道天天所说的这些遗传病是否都是同一基因座位上基因的不同突变导致的。但就我对普通遗传学的理解，我认为，只有对于同一基因座位才有显隐性之说。也只有单基因病才有显性或隐性遗传病的说法；多基因病由于牵涉到多对微效的基因的累积作用，并且发病是一个宏观上的表征，所以无法就其中的一个基因座位说它对于该病的发病是显性或隐性。

另外，我认为只要是能看到的（不管肉眼看到还是镜下看到的）形态学的特征和能检测到的生理生化指标，都可以叫做phenotype。但是，就如天天和楚兄说的那样，把每一微小的特征与基因一一对应起来，是否有必要？是否有“只见树木不见森林”之嫌？因为我们说phenotype是与genotype一起来考察的。

土人愚见，请大家指正

作者: 再回首tv 时间: 2013-12-21 13:20

但把每一微小的特征与基因一一对应起来，是否有必要？是否有“只见树木不见森林”之嫌这个就不好说了。据我所知，现在就有做这个的，称为“表型库”或者“表型谱“，也有与genome基因组相对，称之为”表型组“phenotypome的。将与某个基因相关的所有的表型，如土人兄所说，即只要是能看到的（不管肉眼看到还是镜下看到的）形态学的特征和能检测到的生理生化指标），归纳总结成表型库，希望能全面、系统的研究基因和表型的相关性。

作者: 暗香涌 时间: 2013-12-21 13:20

惭愧，这我倒是没听说过。

不过，我觉得那些细微的“表型”错综复杂，有些是多对微效基因累积，再加上环境共同作用的结果，所以可能没办法与基因一一对应。我觉得，我们通常所说的某一个基因的表型，好像都是一个宏观上的概念吧。不知我的理解对不对？

当然，要是能把某一个基因研究到与一表型对应起来，那就更好了，那就使得该基因的功能一目了然。目前生物学研究的趋势就是从宏观到微观，再到宏观。也就是说，我们从某一生物现象（宏观）着手，来找出其相关的基因，从分子水平研究某一基因或蛋白，研究分子的结构（微观），再看它对细胞或整个生物个体的作用（宏观），这才是一个完整的研究体系。

作者: 再回首tv 时间: 2013-12-21 13:21

目前生物学研究的趋势就是从宏观到微观，再到宏观。也就是说，我们从某一生物现象（宏观）着手，来找出其相关的基因，从分子水平研究某一基因或蛋白，研究分子的结构（微观），再看它对细胞或整个生物个体的作用（宏观），这才是一个完整的研究体系。

然！

我觉得那些细微的“表型”错综复杂，有些是多对微效基因累积，再加上环境共同作用的结果，所以可能没办法与基因一一对应。我觉得，我们通常所说的某一个基因的表型，好像都是一个宏观上的概念吧。不知我的理解对不对？

我觉得，我们通常所说的某一个基因的表型，好像都是一个宏观上的概念吧。

我也是这样认为的，这可能就需要用到数学、控制学、非线性理论等物理学的多个学科交叉，简化变量、建立理论模型来研究。难度大，而且取得的结果也不一定合适实际情况。但有难度并不代表就不做，有很多人也在尝试这个，即使是不成熟或失败或错误的结果也还是朝着这个方向的一种努力，还是有意义的。

作者: 梦幻苹果 时间: 2013-12-21 13:21

呵呵，有点跑题了，但关于还原论和整体论（微观和宏观）的讨论也很有意思，想讨论的话我们可以新开话题。

我所关心的问题，就是当phenotype在不同层面发生矛盾该如何理解的问题，比如肌营养不良是一组疾病，都是单基因突变疾病，在临床症状层面，不同的类型有很多不同点，而且不同点很大；但在组织学层面，又都很相似，似乎不能用“细微的表型”、“微效基因”和环境来加以概括。

我的理解是组织学层面的phenotype应该是和发病机制相关的，应该是可信的，临床症状层面的phenotype（发病时间/损伤部位/严重程度）的显著差异不太好解释，还是糊涂。

作者: 梦幻苹果 时间: 2013-12-21 13:22

再回首tv兄弟后面的发言可以去看bioinformatics版的关于数学模型的讨论。

作者: 暗香涌 时间: 2013-12-21 13:22

天天所说的是否“遗传异质性”的问题？

就是说，不同的基因变异可以引起类似或同一表型或疾病的现象。

如，至少有四个不同的基因突变可以引起多发性外生性骨疣，至少有8种致病基因可导致脊髓小脑共济性失调。

关于遗传异质性更多的知识也就不知道了，这些也都是我从书上看到的

作者: 梦幻苹果 时间: 2013-12-21 13:23

遗传异质性的概念是不同的genotype导致相似的phenotype，但我的困惑就在phenotype的认识上，组织学的phenotype是相似的，但是临床症状又不相似，如图所示：[local]1[/local]

作者: 梦幻苹果 时间: 2013-12-21 13:24

图没有发上去。。。。

作者: 北国毛毛雪 时间: 2013-12-21 13:26

关于phenotype与genotype，这里边应该还有个环境因素

In general phenotypic traits are specified or "determined" by a combination of genetic and environmental factors.

phenotype＝genotype + environment

关于显性基因和隐性基因，似乎是与一种更本质的phenotype或phenotypic traits相联系（或是中文的性状），而不是所能见到的相关表现；与普通的表现相比，phenotype或phenotypic traits似乎更具遗传意义

通常而言性状、显性与隐性是在个体层面或是对对应基因的描述，而决定性状的基因也总是少数，个人觉得不是所有的基因均可以从显性与隐性的角度理解

作者: 北国毛毛雪 时间: 2013-12-21 13:26

phenotype是genotype与epigenetics的综合结果，已有研究表明环境因素可通过epigenetics而调控基因的表达，从而影响细胞、器官以及机体的phenotype

作者: 麦茶tea 时间: 2013-12-21 13:27

关于遗传异质性，我的理解是人们对决定phenotyp的遗传背景并不清晰时的一个说辞！就像对于遗传病的认识从以前的单基因遗传病到最近比较流行的寡基因遗传病一样，在最初认识遗传病时，人们由于技术水平和理解上的差异不能研究较为复杂的情况，所以就要把复杂问题简单化，也就是说，在最初认识的所谓单基因遗传病时，也有遗传异质性的现象，但研究时只是选用了相对无遗传异质性的个体来进行研究。但随着人们对疾病的遗传背景的认识的深入，除当初所确定的主基因外又逐渐发现了其他决定表型的基因，这也就是从单基因遗传病到寡基因遗传病的过程吧！关于对遗传病的遗传背景的认识在Nature Review Genetics有一篇比较好的Review。

作者: 梦幻苹果 时间: 2013-12-21 13:27

不知是否可提供该review更详细的信息？PMID？

作者: 麦茶tea 时间: 2013-12-21 13:28

Nature Review genetics 2002 october Title : BEYOND MENDEL: AN EVOLVING VIEW OF HUMAN GENETIC DISEASE TRANSMISSION.

清华和北大购买了版权，可以查全文。

作者: 梦幻苹果 时间: 2013-12-21 13:29

全文的查阅在我们这里似乎不是问题

作者: 30moonriver 时间: 2013-12-21 13:29

显隐性涉及到对表型和基因型的定义以及对他们相互关系的认识。举一个例子：对于一对等位基因A1，A2；A1是野生型，第十个密码子是TGT（Cys），而A2是TGA；这两个等位基因在核苷酸水平是共显性；以有无A蛋白而言，A1对于A2来说是显性的（我们对显性的定义是杂合状态下表达出的性状及其基因）；而当A蛋白是凝血因子9时，则只有当个体是A2纯合子时才发病，此时我们定义血友病是单基因隐性遗传。

我个人认为如果不联系具体的性状（character)来讨论显隐性是没有意义的。

可以看看“The Extended Phenotype“，Richard Dawkins，1982

作者: 惊醒ing 时间: 2013-12-21 13:30

根据书本知识，进行性肌营养不良，遗传方式的不同大致可分为以下几类：X染色体隐性遗传的Duchenne型和良性的Becker型；常染色体显性遗传的面一肩一肱型；常染色体隐性遗传的肢带型等等。所以推测很多不同基因，由于位于不同染色体，应该不属于一类相同基因，他们都可以控制肌肉细胞表达。但可能由于每一个基因不仅仅控制一个形状，除了肌细胞还有其他，所以导致着临床表现的不同。只是对于已经发病的个体，仅仅以肌细胞表达为最主要的表达性状。

其实或者可以说，每一种疾病genetype和phenotype都是相对的，如果其他遗传病也进行这样分析，可能都会遇到这样的困惑吧。至于红/白眼，相对人体来说，这个生物体比较简单，所以性状一目明了

纯属于愚见，请多指正

作者: woshiduiyan 时间: 2013-12-21 13:31

遗传学的精髓在于不知道中间过程的情况下推测生命体的现象，也就是表型的遗传原因，也就是基因型。可以这样理解基因型与表型，基因型就像遗传输入，而表型就像输出。具体输出是什么，就看你的观察水平了。你要在群体水平上观察，就是群体行为，（蚂蚁的群体行为就是受到遗传因素影响的）；在个体水平观察，就是各种个体特征；在细胞水平观察，就是细胞的形状，大小，功能等；在分子水平观察就是mRNA表达水平，蛋白质结构等。

事实上，最重要的是这个中间过程，而细胞生物学就是研究这个中间过程的科学。

作者: luoliqiong 时间: 2013-12-21 13:31

我认为一个宏观表形跟基因形之间的关系应该是由一系列的基因反应元素组成的链及环境的作用产生的。

这个表形的微观是什么样的呢，

我认为是由一些基本的基因元素组成的方程式，这种方程式的结果便是这些基因的表达的时间和空间性。

这些组合的基因元素可可能有很多种，组成的方程式可能有很多，所以结果也有很多。

这些基因元素组成的方程式的性质，如一次方程，二次方程。决定了这个宏观表形是单基因性多基因性。即方程的元性。

当方程中的某些参数发生改变，先不谈其原因，这些改变会影响方程的结果，就是影响方程所代表的宏观表形的时间空间性。即遗传病的出现。

作者: luoliqiong 时间: 2013-12-21 13:31

这个参数对方程的重要性就是遗传病中性状的变异性大小所在吧。

如果一个二次方程的二次项变成三次项对方程的影响与二次方程的一次项的变成二次项的影响是质的不同。

小弟对遗传外行，见笑处海涵。

作者: xiaoxiaoniao 时间: 2013-12-21 13:32

我认为，显性与隐性这一对概念主要是针对“质量性状”而言的，即可分成截然不同的“黄和绿，红和白”等等，一般来说，这类性状是由单个基因控制的，这也是该类基因的表型表现出上述特征的原因。而天天所说的“进行性肌营养不良”是一个数量性状，依据“肌细胞是否坏死/增生，是否脂肪/纤维结缔组织增生，是否炎细胞浸润”以及发生的程度等来分成多个型，彼此之间没有很大的差别，在一定程度上可以转换的。这是因为控制这类性状的基因不止一个，可能几十上百，还可能更多（最新的人类基因组测序结果表明，人类仅有三万多个基因，但是这些基因控制的性状何止十万百万，你想想光是已知的疾病就有多少种？）。所以每个基因的表达与否、表达量多少，都会影响疾病的类型。试想，一个基因可以以“有和无”来判断，很多基因怎么会有“有无”的概念呢？打个比方，如果有两个人，你可以比较他们两个谁高、谁矮，你可以说A高B矮；而很多人时，就不能说谁高谁矮了，因为总有人比他高，也总有人比他矮。说A高只能说成：“A在这些人中的高度是前30％或20％，”而高矮的绝对概念就是去了。

作者: xiaoxiaoniao 时间: 2013-12-21 13:32

我还想重申一下，所谓控制的数量性状多个基因，作为一个整体，是不能以显或隐来判断的。正所谓佛说的：“生即是死，死即是生”。我认为，这是佛学家在以整体观点来进行判断：对于个体，生死是有绝对概念的；对于一个群体（或者说一个系统，比如生物圈），其中有的个体生，有的个体死；有的群体的生是建立在另一群体的死的基础上的。所以，佛以整体观点认为“生即是死，死即是生。无生无死”。即绝对的概念在整体层次上是不存在的。

作者: linlinstar 时间: 2013-12-21 13:33

看了各位主任和高手的见解后，大开眼界。我抱着求证的态度问了几个遗传学的老师(包括中华遗传学的主编、我个人也是群体遗传方向的学生），现将他们的说法简说一下：表型的概念现受到了遗传学界的重视，讨论很多。目前大家认可的说法是，表型是在你观察手段基础上得到的，观察手段不同就有不同层面的表型。因此haobingtao的说法与他们讲的接近。请多指教。

作者: 印花铅笔 时间: 2013-12-21 13:34

偶不明白，两个等位基因分别位于两条同源染色体上，而显性与隐性的决定是两等位基因的所谓组合，如何超时空作用？

作者: cbou876 时间: 2013-12-21 13:34

对于显性和隐性的概念也不是很清楚，但是就这个论题，我觉得生物的本质并不是受这两个基因决定的，这两个基因只是对生物的表征产生影响，就像是上位仁兄说的，孟德尔所培育的豌豆，有不同的颜色的花朵，这是显性的，但是生物的发展离不开这两个基因的，就我个人认为，显性的基因是对生物个体区分于其他个体的表征，而隐性的基因的存在是对保持整个物种区分其他的物种的。两者是共同起作用的。

作者: 68943512yao 时间: 2013-12-21 13:35

记得国外一本医学生理学上这样解释：

如果一个基因编码的蛋白在生物体内只需一条染色体进行编码合成就能完全发挥这种蛋白在生物体内的作用，那么我们就说这样的基因是显性基因。

如果一个基因编码的蛋白在生物体内只有一条染色体进行编码的合成时就只能部分的全发挥这种蛋白在生物体内的作用，那么我们就说这样的基因是不完全显性基因。

如果一个基因编码的蛋白在生物体内只有一条染色体进行编码的合成就完全不能发挥这种蛋白在生物体内的作用，那么我们就说这样的基因是隐性基因。

作者: 966735obeng 时间: 2013-12-21 13:36

显性,隐性,实际上都是一个相对的概念

可一相对于己于临床症状

还可以以其他的一些不同作为参照

比如说,镰刀型贫血

但从症状而言S基因是隐性的

如果从镜下是否出现镰形红细胞来看，那么S基因又是显性的

如果从镜下红细胞的形态来说，它与正常的基因又是共显性

作者: 6327555 时间: 2013-12-21 13:36

我认为这都是相对的，就像内含子和外显子似的，至于为什么有显性隐性之分，且显性占优势

作者: =pkchen= 时间: 2013-12-21 13:37

欧也说两句！首先得明白，显隐性只是对于质量性状说的，对于数量性状就不存在了！数量性状是受微效多基因控制的，因此对于数量性状就不能这么简单的分为显性和隐性了，应寻找主效基因！

愚人只见，请各位批评指正！

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