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多細胞生物體的正常發(fā)育離不開細胞分化過程中高度精巧的調(diào)控。研究表明,分化細胞中的遺傳物質(zhì)并沒有丟失,它們只是開啟或關(guān)閉了特異的基因,而表觀遺傳則是控制著DNA中基因開啟或關(guān)閉的重要機制。表觀遺傳通過改變DNA或染色體蛋白質(zhì)上的化學(xué)修飾形成多種不同的細胞分化方向。表觀遺傳中最重要的修飾是DNA甲基化,DNA中的某些堿基加上甲基后,基因的堿基序列不會改變,但是甲基化程度的高低會影響其轉(zhuǎn)錄的水平,甲基化程度越高,轉(zhuǎn)錄水平越低。在DNA復(fù)制時,DNA甲基轉(zhuǎn)移酶能夠使子代DNA獲得與親代DNA相同的DNA甲基化特征,從而使其在DNA復(fù)制和細胞分裂中被保留下來。組蛋白是真核生物細胞核中與DNA結(jié)合在一起的蛋白質(zhì)??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)組蛋白的多種化學(xué)修飾也能夠影響基因的表達。細胞核受到某些外界刺激可能會引起組蛋白修飾的改變,進而使基因出現(xiàn)越來越多的甲基化,直至其表達關(guān)閉,而另一些刺激引起的組蛋白修飾會使基因去甲基化,從而開啟表達過程。基因的表觀遺傳修飾會不會由親代個體傳遞給子代個體呢?這取決于精卵形成過程及受精后細胞中發(fā)生的復(fù)雜變化,這些復(fù)雜變化會使表觀遺傳會被重新編程。懷孕早期遭受饑荒的女性,其后代罹患肥胖的概率比較高,因為表觀遺傳將其細胞編程為盡量減少能量消耗的模式。男性吸煙者的精子活力下降,精子中DNA的甲基化程度明顯升高。懷孕期間過量飲酒是導(dǎo)致出生缺陷和智力發(fā)育遲緩的重要因素,動物實驗顯示,酒精能夠改變表觀遺傳修飾,影響下一代表型。人體很復(fù)雜,每個人的健康和壽命都由基因組、表觀遺傳、環(huán)境因素等共同影響,目前研究人員尚不能預(yù)測表觀遺傳效應(yīng)對后代的影響有多大,但我們應(yīng)通過健康的生活方式,盡可能提高自己和后代的身體素質(zhì)。
(1)在多細胞生物的個體發(fā)育過程中,通過細胞分化形成多樣的細胞,細胞分化的本質(zhì)是
。
(2)在DNA分子復(fù)制過程中,
原則保證了親子代DNA分子堿基序列的一致性。據(jù)文中信息可知,
的參與使DNA甲基化特征能夠保存在子細胞中。
(3)結(jié)合所學(xué)知識推測,特定序列的甲基化可能干擾了
酶與基因的結(jié)合,進而降低轉(zhuǎn)錄水平。此外,由文中信息可知,環(huán)境因素會引起
,進而影響基因甲基化程度的高低,最終影響基因的表達。
(4)某品系小鼠的毛色受A
VY基因控制,A
VY基因上游一段序列的甲基化程度影響A
VY基因表達,甲基化程度越高、小鼠毛色越深。為證明“孕期過量飲酒可以通過改變表觀遺傳修飾影響后代表型”的假設(shè),研究人員利用該品系小鼠設(shè)計了如表實驗。
組別 |
小鼠 |
酒精攝入情況 |
檢測指標 |
實驗組 |
剛受孕的雌鼠 |
每天攝入一定量酒精 |
待小鼠產(chǎn)仔后,觀察子代小鼠毛色 |
對照組 |
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請?zhí)顚懕砀裢晟埔陨蠈嶒灧桨福㈩A(yù)期實驗結(jié)果:
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(5)結(jié)合本文信息,請列舉你應(yīng)當采取的健康生活方式:
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