基因與遺傳信息的概念辨析*

劉 瑞 陶 娟盧龍斗

（1 新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院 河南新鄉(xiāng) 453003 2 河南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 河南新鄉(xiāng) 453007）

人們對(duì)基因的認(rèn)識(shí)最早源自G.J.Mendel的“遺傳因子”。1909年，W.L.Johannsen首次創(chuàng)用了“gene”（基因）一詞，但其只是一個(gè)抽象的符號(hào)，隨著人們對(duì)基因物質(zhì)載體、DNA的結(jié)構(gòu)模型等的研究和深入了解，經(jīng)過(guò)多次修訂，基因被定義為基因組中一段具體的、可以編碼蛋白質(zhì)或RNA的DNA序列［1］。 遺傳信息（genetic information）是指生物為復(fù)制與自己相同的東西、由親代傳遞給子代，或各細(xì)胞每次分裂時(shí)由細(xì)胞傳遞給細(xì)胞的信息，即堿基對(duì)的排列順序(或指DNA分子的脫氧核苷酸的排列順序）。在高中生物學(xué)教材“遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)”一章內(nèi)容中，在大學(xué)遺傳學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)等教材部分章節(jié)中經(jīng)常出現(xiàn)基因、遺傳信息這2個(gè)概念。在個(gè)別一些教材中、有的教師在講課過(guò)程中或在一般師生交流的口語(yǔ)表達(dá)過(guò)程中，也有時(shí)運(yùn)用基因，有時(shí)運(yùn)用遺傳信息這2個(gè)概念。這2個(gè)概念是同義語(yǔ)嗎？如果不是同義語(yǔ)，二者區(qū)別是什么？這是許多中學(xué)生及一些中學(xué)生物學(xué)教師經(jīng)常問(wèn)及的問(wèn)題。

1 遺傳信息和基因?yàn)楹稳菀谆煜?/h2>

由于在個(gè)別教材中、教師的口語(yǔ)表達(dá)中經(jīng)常會(huì)習(xí)慣性地說(shuō)“基因的傳遞、遺傳信息的傳遞；基因的表達(dá)，遺傳信息的表達(dá)；染色體是基因的載體，染色體是遺傳信息的載體；DNA分子中含有大量基因，DNA分子中含有大量遺傳信息；基因組中含有成千上萬(wàn)個(gè)基因，也含有成千上萬(wàn)種遺傳信息；DNA中的一個(gè)個(gè)基因，DNA中的一個(gè)個(gè)遺傳信息等”。所以，有人認(rèn)為基因與遺傳信息是同義語(yǔ)，是一個(gè)概念的2種不同的表達(dá)形式。

2 遺傳信息和基因不是同義語(yǔ)

根據(jù)許多參考書(shū)和一些生物學(xué)、遺傳學(xué)詞典中的說(shuō)法，上述觀點(diǎn)顯然是不對(duì)的?；蚺c遺傳信息二者不是同義語(yǔ)，它們各自代表的含義是不同的。“基因”是指具有一定遺傳效應(yīng)的DNA片段。基因強(qiáng)調(diào)的是“片段”，在基因組中這種片段數(shù)量有限、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可長(zhǎng)可短；“遺傳信息”則指的是以DNA分子中的“序列”或基因片段中的“序列”為呈現(xiàn)形式的信息。遺傳信息強(qiáng)調(diào)的是核苷酸的排列順序——序列。在基因組中這種序列是龐大的、談不上有什么結(jié)構(gòu)。1979年復(fù)旦大學(xué)編寫(xiě)出版的《遺傳學(xué)詞典》一書(shū)中指出：遺傳信息指核酸分子的核苷酸順序所表達(dá)的信息［2］。由Daniel L.Hartl和 Elizabeth W.Jones［3］編寫(xiě)，2002年科學(xué)出版社影印出版的Genetics：Analysis of Genes and Genomes（Fifth Edition）指出：The DNA could contain genetic information in coded form in the sequence of bases，analogous to letters printed on strip of paper。 由William S.Klug和Michanel R.Cummings［4］編寫(xiě)，2002年高等教育出版社影印出版的Essentials of Genetics（Fourth Edition）指 出 ：Genes must contain some sort of information， which， when passed to a new generation,influences the form and characteristics of the offspring；we refer to this as genetic information。2003年科學(xué)出版社出版的《現(xiàn)代生命科學(xué)進(jìn)展》中寫(xiě)到：中心法則要點(diǎn)有3個(gè)，第1，遺傳信息指DNA、RNA的核苷酸序列和蛋白質(zhì)中的氨基酸序列；第2，從DNA、RNA到蛋白質(zhì)的遺傳信息流向是嚴(yán)格的單程路線；第3，DNA序列與其所轉(zhuǎn)錄出來(lái)的RNA序列及翻譯出的蛋白質(zhì)中的氨基酸序列有嚴(yán)格的共線性［5］。2005年科學(xué)出版社出版的《DNA科學(xué)導(dǎo)輪》一書(shū)中寫(xiě)到：中心法則指的是遺傳信息儲(chǔ)存在DNA中，經(jīng)過(guò)RNA翻譯為蛋白質(zhì)。DNA中攜帶的遺傳信息是密碼［6］。2005年由楊煥明編寫(xiě)、科學(xué)出版社出版的《基因的分子生物學(xué)》一書(shū)也指出：DNA中的遺傳信息是由4種核苷酸單元形成的序列所承載的［7］。2007年科學(xué)出版社出版的《基礎(chǔ)分子生物學(xué)教程》（翻譯本）寫(xiě)到：mRNA以核苷酸序列的方式攜帶著遺傳信息，并通過(guò)這些信息指導(dǎo)合成多肽鏈中氨基酸的序列［8］。 由 Hugh Fletccher［9］編寫(xiě)，2009年科學(xué)出版社影印出版的Molecules Genetics（Third Edition） 指出：Genetic information is encoded in the base sequence of DNA。江蘇教育出版社2009年出版的高中生物學(xué)系列教材《遺傳與進(jìn)化》一書(shū)也指出：基因中脫氧核苷酸的排列順序代表了遺傳信息［10］。在以上這些文獻(xiàn)中都對(duì)遺傳信息的概念有所界定，顯然，遺傳信息與基因不是同義語(yǔ)，而是有聯(lián)系又有區(qū)別的2個(gè)基本概念。

3 遺傳信息和基因的區(qū)別與聯(lián)系

基因與遺傳信息二者之間在多方面有明顯的區(qū)別。①概念定義?；蛑窪NA上的一個(gè)特異功能片段，遺傳信息指這個(gè)片段中的核苷酸序列或DNA分子中的核苷酸序列為呈現(xiàn)形式的信息；②存在位置?；虼嬖谟贒NA分子中，遺傳信息則存在于基因中；③結(jié)構(gòu)組成。基因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有各種不同的功能區(qū)段，遺傳信息則結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅僅是一個(gè)核苷酸序列問(wèn)題；④存在層面?；騼H僅存在于DNA分子中，遺傳信息則存在于DNA分子中、基因中，也可以存在于RNA分子中，甚至也可以說(shuō)存在于氨基酸肽鏈中；⑤存在數(shù)量。一個(gè)基因組中基因的數(shù)量是有限的，而可能存在的遺傳信息則是無(wú)限的。

基因和遺傳信息二者是有聯(lián)系的。如果形象地將基因比作一個(gè)盒子，遺傳信息就是盒子中的具體東西，如果將基因比作載體，遺傳信息就是附著在這個(gè)載體上的具體物質(zhì)?；蛑写嬖谶z傳信息，是遺傳信息的攜帶者。

綜上所述，遺傳信息僅指DNA或RNA中的核苷酸序列為呈現(xiàn)形式的信息，與基因不是同一個(gè)概念?？梢哉f(shuō)基因中存在遺傳信息，但不能說(shuō)遺傳信息中存在基因；可以說(shuō)基因上的遺傳信息首先通過(guò)轉(zhuǎn)錄從DNA傳到RNA，然后再通過(guò)翻譯從RNA傳遞到蛋白質(zhì)。基因是遺傳信息的攜帶者，RNA是遺傳信息的傳遞者，不能說(shuō)遺傳信息上的基因首先通過(guò)轉(zhuǎn)錄從DNA傳到RNA，然后再通過(guò)翻譯從RNA傳遞到蛋白質(zhì)。不能說(shuō)遺傳信息是基因的攜帶者，RNA是基因的傳遞者。所有的遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)教材在描寫(xiě)中心法則時(shí)，都是遺傳信息從DNA流向RNA，從RNA傳遞給蛋白質(zhì)（有的是RNA），后則轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物（性狀的體現(xiàn)者），從來(lái)都沒(méi)有基因從DNA流向RNA，從RNA流向蛋白質(zhì)的說(shuō)法。因此，一些遺傳學(xué)相關(guān)教材編寫(xiě)中、教師上課及與學(xué)生口頭交流過(guò)程中要嚴(yán)格區(qū)分這2個(gè)概念，在表達(dá)不同的內(nèi)容時(shí)應(yīng)該謹(jǐn)慎使用這2個(gè)概念。