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同样的基因来源不同效果还不通了?看看遗传印记怎么回事

生物100 2023-02-13
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遗传印记

孟德尔遗传规律认为遗传物质不论来自双亲中的哪一方,都具有相同的表型效应,等位基因不会因为来源于不同的亲代而在后代中出现不同的效应。但是,20世纪90年代,在哺乳动物中却发现了奇怪的现象。科学家将胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor 2, Igf2 )基因转移到小鼠基因组中,Igf2基因分为有功能型和无功能型两种,在转基因小鼠子代中,如果有功能型的Igf2基因来自雌鼠,无功能型的Igf2基因来自雄鼠的杂合子小鼠,其表型则与无功能型基因纯合子一样,有生长缺陷。如果无功能型的Igf2基因来自雌鼠,有功能型的Igf2基因来自雄鼠的杂合子小鼠,则表型正常,这说明有功能型的Igf2基因由雄鼠或雌鼠传给子代后,可以产生不同的表型效应。Igf2基因只有父源的等位基因能够表达。

这种现象称为基因组印记(genomic imprinting ),也称基因印记(gene imprinting )、遗传印记(genetic imprinting )或亲本印记(parental imprinting )。基因组印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象,DNA甲基化就是基因组印记重要的方式之一。

基因组印记主要出现在哺乳动物和被子植物中,在昆虫、线虫和斑马鱼中也有报道。迄今为止,在哺乳动物中已经发现了几百个印记基因。

在印记基因中,来自亲本的“印记”在子一代体细胞的有丝分裂中保持终生;但子一代形成配子时会擦除印记,并形成新的印记。具体而言,在原始生殖细胞中,甲基化都会被清除,然后形成配子时,甲基化模式都会重新设定。以小鼠Igf2基因为例,精卵结合形成受精卵后,母源的Igf2等位基因保持甲基化,在发育产生的体细胞中一直处于沉默状态;父源的Igf2等位基因则保持非甲基化,在发育产生的体细胞中始终活跃表达。在生殖细胞发育过程中,Igf2母源等位基因的甲基化被抹去,然后,在雌鼠的卵母细胞中,Igf2的父源和母源两个等位基因均发生甲基化, 从而产生Igf2甲基化的卵细胞;在雄鼠的精母细胞中,Igf2的两个等位基因均不发生甲基化,从而产生Igf2非甲基化的精子。

摘自:人教版新教材必修2教师用书
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