基因與遺傳信息的概念辨析*

劉 瑞 陶 娟盧龍斗

（1 新鄉醫學院三全學院 河南新鄉 453003 2 河南師范大學生命科學學院 河南新鄉 453007）

人們對基因的認識最早源自G.J.Mendel的“遺傳因子”。1909年，W.L.Johannsen首次創用了“gene”（基因）一詞，但其只是一個抽象的符號，隨著人們對基因物質載體、DNA的結構模型等的研究和深入了解，經過多次修訂，基因被定義為基因組中一段具體的、可以編碼蛋白質或RNA的DNA序列［1］。 遺傳信息（genetic information）是指生物為復制與自己相同的東西、由親代傳遞給子代，或各細胞每次分裂時由細胞傳遞給細胞的信息，即堿基對的排列順序(或指DNA分子的脫氧核苷酸的排列順序）。在高中生物學教材“遺傳的物質基礎”一章內容中，在大學遺傳學、生物化學、細胞生物學、分子生物學等教材部分章節中經常出現基因、遺傳信息這2個概念。在個別一些教材中、有的教師在講課過程中或在一般師生交流的口語表達過程中，也有時運用基因，有時運用遺傳信息這2個概念。這2個概念是同義語嗎？如果不是同義語，二者區別是什么？這是許多中學生及一些中學生物學教師經常問及的問題。

1 遺傳信息和基因為何容易混淆

由于在個別教材中、教師的口語表達中經常會習慣性地說“基因的傳遞、遺傳信息的傳遞；基因的表達，遺傳信息的表達；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個基因，也含有成千上萬種遺傳信息；DNA中的一個個基因，DNA中的一個個遺傳信息等”。所以，有人認為基因與遺傳信息是同義語，是一個概念的2種不同的表達形式。

2 遺傳信息和基因不是同義語

根據許多參考書和一些生物學、遺傳學詞典中的說法，上述觀點顯然是不對的。基因與遺傳信息二者不是同義語，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的DNA片段。基因強調的是“片段”，在基因組中這種片段數量有限、結構復雜、可長可短；“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”為呈現形式的信息。遺傳信息強調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、談不上有什么結構。1979年復旦大學編寫出版的《遺傳學詞典》一書中指出：遺傳信息指核酸分子的核苷酸順序所表達的信息［2］。由Daniel L.Hartl和 Elizabeth W.Jones［3］編寫，2002年科學出版社影印出版的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，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年科學出版社出版的《現代生命科學進展》中寫到：中心法則要點有3個，第1，遺傳信息指DNA、RNA的核苷酸序列和蛋白質中的氨基酸序列；第2，從DNA、RNA到蛋白質的遺傳信息流向是嚴格的單程路線；第3，DNA序列與其所轉錄出來的RNA序列及翻譯出的蛋白質中的氨基酸序列有嚴格的共線性［5］。2005年科學出版社出版的《DNA科學導輪》一書中寫到：中心法則指的是遺傳信息儲存在DNA中，經過RNA翻譯為蛋白質。DNA中攜帶的遺傳信息是密碼［6］。2005年由楊煥明編寫、科學出版社出版的《基因的分子生物學》一書也指出：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年科學出版社出版的《基礎分子生物學教程》（翻譯本）寫到：mRNA以核苷酸序列的方式攜帶著遺傳信息，并通過這些信息指導合成多肽鏈中氨基酸的序列［8］。 由 Hugh Fletccher［9］編寫，2009年科學出版社影印出版的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系列教材《遺傳與進化》一書也指出：基因中脫氧核苷酸的排列順序代表了遺傳信息［10］。在以上這些文獻中都對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，而是有聯系又有區別的2個基本概念。

3 遺傳信息和基因的區別與聯系

基因與遺傳信息二者之間在多方面有明顯的區別。①概念定義。基因指DNA上的一個特異功能片段，遺傳信息指這個片段中的核苷酸序列或DNA分子中的核苷酸序列為呈現形式的信息；②存在位置。基因存在于DNA分子中，遺傳信息則存在于基因中；③結構組成。基因結構復雜，有各種不同的功能區段，遺傳信息則結構簡單，僅僅是一個核苷酸序列問題；④存在層面。基因僅僅存在于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，甚至也可以說存在于氨基酸肽鏈中；⑤存在數量。一個基因組中基因的數量是有限的，而可能存在的遺傳信息則是無限的。

基因和遺傳信息二者是有聯系的。如果形象地將基因比作一個盒子，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載體上的具體物質。基因中存在遺傳信息，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形式的信息，與基因不是同一個概念。可以說基因中存在遺傳信息，但不能說遺傳信息中存在基因；可以說基因上的遺傳信息首先通過轉錄從DNA傳到RNA，然后再通過翻譯從RNA傳遞到蛋白質。基因是遺傳信息的攜帶者，RNA是遺傳信息的傳遞者，不能說遺傳信息上的基因首先通過轉錄從DNA傳到RNA，然后再通過翻譯從RNA傳遞到蛋白質。不能說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、分子遺傳學教材在描寫中心法則時，都是遺傳信息從DNA流向RNA，從RNA傳遞給蛋白質（有的是RNA），后則轉化為產物（性狀的體現者），從來都沒有基因從DNA流向RNA，從RNA流向蛋白質的說法。因此，一些遺傳學相關教材編寫中、教師上課及與學生口頭交流過程中要嚴格區分這2個概念，在表達不同的內容時應該謹慎使用這2個概念。