经典遗传学

经典遗传学（Classical genetics）主要是使用基因突变的方法，在分子水平对基因进行干扰突变来研究细胞和宏观个体的形态变化。

经典遗传学可分为正向遗传学（Forward genetics，FG）和反向遗传学（Reverse genetics，RG）。

正向遗传学

正向遗传学是指通过生物个体或细胞的基因组的自发突变或人工诱变，寻找相关的表型或性状改变，然后根据这些表型或性状变化找到相应的突变基因，并推断基因的功能。简单来说就是通过表型筛选的方法根据现有的突变表型来定位相关基因。

Forward genetics is the approach of determining the genetic basis responsible for a phenotype[2].

FG by小蓝哥

反向遗传学

反向遗传学采用基因变化研究表型变化的方法，先对特定的基因或蛋白质进行改变，然后寻找所引起的表型变化。

Reverse genetics is a method that is used to help understand the function of a gene by analyzing the phenotypic effects of specific engineered gene sequences[3].

RG by小蓝哥

正向遗传学和反向遗传学都有一定的缺点：不可逆、难控制、突变效应周期长。受二倍体基因组、个体大、繁殖率低的因素的影响，使得经典遗传学在哺乳动物上应用受到限制[4]。

化学遗传学

化学遗传学（Chemical genetics，CG），是通过化学工具探索和研究生命过程的新兴学科。它运用遗传学的原理，以化学小分子为工具解决生物学的问题或通过干扰/调节正常的生理过程来了解蛋白质的功能，可用于寻找酶抑制剂和作用底物，研究细胞内信号转导，基因转录以及解释疾病产生的机理。简单概括就是CG是用作用活性高的、有选择性的化合物来研究生物途径的过程。

相较于经典遗传学，化学遗传学具有许多优点：

即时性：向生物体内加入/除去小分子之后短时间内即可发生作用，实时监测效果明显；

可逆性：由于生物体代谢作用，小分子可以被降解，对蛋白质的作用被清楚；

可调性：改变分子结构和加入浓度可以改变作用结果；

可操作性：化学遗传学方法对小分子加入到细胞或有机体中的时间没有限制，可以在生长分化过程中的任意阶段进行；

通用性：其研究方法不受物种和类别的限制。

化学遗传学和经典遗传学类似可以分为正向化学遗传学（Forward chemical genetics，FCG）和反向化学遗传学（Reverse chemical genetics，RCG）。

正向化学遗传学：使用各种化学小分子处理细胞，诱导表型变化，经过筛选，找到小分子作用的大分子的靶标。

反向化学遗传学：从基因或蛋白质与小分子化合物的相互作用出发，研究基因或蛋白质对表型的影响，从而确定这些生物大分子的功能。

正向化学遗传学和反向化学遗传学图示如下[4]：

FCG与RCG的区别

正、反向化学遗传学与经典遗传学的对比

by 小蓝哥

参考文献：

[1].中国大学MOOC：基因组学（复旦大学）

[2].Forward genetics（Wikipedia）

[3].Reverse genetics（Wikipedia）

[4].Chem. Rev. 2006, 106, 6, 2476-2530

经典遗传学和化学遗传学