性状是如何通过 DNA 传递的？

德克萨斯理工大学健康科学中心细胞生物学和生物化学助理教授斯图尔特·E·拉夫尼克总结了这个看似简单问题的答案

生物的性状取决于其内部相互作用的复杂成分混合物。蛋白质在细胞内完成大部分化学工作，因此它们在很大程度上决定了这些性状是什么。但这些蛋白质的存在归功于 DNA（脱氧核糖核酸），因此这是我们必须寻找答案的地方。

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理解 DNA 如何组织的最简单方法是从其基本构建模块开始。DNA 由四种不同的糖组成，这些糖以特定的方式相互作用。这四种糖被称为核苷酸碱基，名称为腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和鸟嘌呤（G）。将这四个碱基视为字母表中的字母，生命的字母表！

如果我们将这些核苷酸连接成一个序列——例如，GATCATCCG——我们就有了一小段 DNA，或者一个非常短的词。因此，更长的一段 DNA 可以等同于连接起来构成句子或基因的不同单词，该基因描述了如何构建蛋白质。而更长的一段 DNA 可能包含有关何时应制造该蛋白质的信息。细胞中的所有 DNA 为我们提供了足够的单词和句子，可以作为人类（或动物、植物或微生物）的主描述或蓝图。

当然，细节比这稍微复杂一些！在实践中，DNA 的活性片段必须被复制为一种称为 RNA 的类似信使分子。然后需要“读取”RNA 中的单词以产生蛋白质，蛋白质本身是由不同字母表（氨基酸字母表）组成的单词串。诺贝尔奖获得者莱纳斯·鲍林（他辨别了蛋白质的结构）以及詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克（他们后来破译了 DNA 的螺旋结构）帮助我们理解了遗传学的“中心法则”——DNA 代码变成 RNA 信息，RNA 信息能够将 20 种氨基酸组织成复杂的蛋白质：DNA -> RNA -> 蛋白质。

为了理解这一切是如何结合在一起的，请考虑蓝色眼睛的性状。蓝色眼睛基因的 DNA 被复制为蓝色眼睛 RNA 信息。然后，该信息被翻译成在眼睛细胞中发现的蓝色蛋白质色素。对于我们拥有的每种性状——眼睛颜色、皮肤颜色等等——都存在一个或一组基因，它们通过首先产生信息然后产生蛋白质来控制该性状。精子细胞和卵细胞专门以某种方式携带 DNA，以便在受精时，创造出一个具有来自其母亲和父亲的性状的新个体。