第4章第2节考点三表观遗传

同学们好！今天我们学习第4章第2节的考点三：表观遗传。
基因什么时候表达、在哪种细胞中表达以及表达水平的高低都是受到调控的，这种调控会直接影响性状。
1、分析资料。
资料1、柳穿鱼是一种园林花卉。现有A B两株柳穿鱼，除了花的形态结构不同，其他方面基本相同。
柳穿鱼花的形态结构与 Lcyc 基因的表达直接相关。上述两株不同的柳穿鱼，它们体内 Lcyc 基因的序列相同，只是植株 A 的 Lcyc 基因在开花时表达，植株 B 的 Lcyc 基因不表达。研究表明，植株 B 的 Lcyc 基因不表达的原因是它被高度甲基化了（即 Lcyc 基因有多个碱基连接甲基基团）。
科学家将这两个植株作为亲本进行杂交， F 1的花与植株 A 的相似， F 1自交的F 2中绝大部分植株的花与植株 A 的相似，少部分植株的花与植株 B 的相似。
资料2、某种实验小鼠的毛色受一对等位基因大 A vy和 小a 的控制， 大A vy为显性基因，表现为黄色体毛， 小a 为隐性基因，表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都是大 A vy 小a ，却表现出不同的毛色：介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。
研究表明，在 大A vy基因的前端（或称“上游”）有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可发生 DNA 甲基化修饰的位点。当这些位点没有甲基化时，大 A vy基因正常表达，小鼠表现为黄色；当这些位点甲基化后，大 A vy基因的表达就受到抑制。这段碱基序列的甲基化程度越高， 大A vy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深。
2、表观遗传。
上述实例中，柳穿鱼 Lcyc 基因和小鼠 大A vy基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA 甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。像这样，生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。
表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。例如，基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与表观遗传有关；一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，表观遗传也在其中发挥了重要作用。
有研究表明，吸烟会使人的体细胞内 DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。不仅如此，还有研究发现，男性吸烟者的精子活力下降，精子中 DNA 的甲基化水平明显升高。
综上所述，基因通过其表达产物﹣﹣蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的。细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变。
除了 DNA 甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。
在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。一个性状可以受到多个基因的影响。例如，人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。一个基因也可以影响多个性状。例如，我国科学家研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。同时，生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有着重要影响。例如，后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。以上是考点三的内容。欢迎留言。