必修2第四章第2節(jié):(表觀遺傳)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系(第2課時(shí))

這個(gè)視頻講得不是很詳細(xì),所以我會(huì)補(bǔ)充一點(diǎn)東西。
(一)基知·表觀遺傳
1.引入:調(diào)控基因表達(dá)的一種很重要的方式就是表觀遺傳。比如說(shuō),基因的表達(dá)程度高低的調(diào)控、基因的選擇性表達(dá),就可以用表觀遺傳來(lái)完成。
2表觀遺傳分類,就兩種:
①組蛋白的修飾(甲基化、乙?;?。其實(shí)還有泛素化、磷酸化,高中主要了解前兩種就行)
②DNA的甲基化修飾。
(組蛋白:
染色體,由DNA和蛋白質(zhì)組成,這蛋白質(zhì)里占比很大的一種就是組蛋白。DNA像是毛線,組蛋白提供一個(gè)盤線的基點(diǎn),讓DNA可以盤成毛線,不然你那3米多的DNA怎么才能塞進(jìn)一個(gè)幾十微米的細(xì)胞里?)
這兩種表觀遺傳有啥區(qū)別:
組蛋白上的修飾比較容易被移除,不是那么穩(wěn)點(diǎn)持久。但是DNA的甲基化修飾很穩(wěn)定,不容易被移除(不容易是不容易,但該移除時(shí)還是得乖乖被移除)。DNA的甲基化這么穩(wěn)定,所以基因的選擇性表達(dá)常通過(guò)DNA的甲基化來(lái)實(shí)現(xiàn),“發(fā)生穩(wěn)定性差異”嘛。
3.接下來(lái)展開講一下這兩種:
①組蛋白的修飾(只講甲基化和乙?;?/p>
乙?;航o組蛋白加一個(gè)乙酰基。
作用是促進(jìn)盤在這個(gè)組蛋白上的基因的表達(dá)。
原理嘛,組蛋白帶正電,DNA帶負(fù)電,倆家伙就會(huì)因電荷而貼貼,而加的乙?;鶐ж?fù)電,可以中和組蛋白的正電荷,導(dǎo)致DNA和組蛋白貼得沒(méi)那么緊了,更容易被RNA聚合酶結(jié)合。
甲基化:給組蛋白加一個(gè)甲基。
作用和DNA的甲基化不一樣,DNA的甲基化一般都是抑制轉(zhuǎn)錄,但組蛋白得看甲基到底加在哪個(gè)位置,加在某些位置會(huì)抑制,加在另一些位置又會(huì)促進(jìn)。
原理不知道。
②DNA的甲基化
首先,DNA甲基化作用:抑制基因的表達(dá)。
接下來(lái),弄明白,甲基化這甲基到底加在了什么上:
DNA分基因片段與非基因片段,基因片段又可進(jìn)一步分為編碼區(qū)和非編碼區(qū),兩端是非編碼區(qū),中間夾著一個(gè)編碼區(qū),基因的上游,有啟動(dòng)子(位于非編碼區(qū))。而甲基化,就可以加一些甲基在啟動(dòng)子上,甲基加得越多,RNA聚合酶越難識(shí)別啟動(dòng)子,這個(gè)基因就越難表達(dá)。
然后,還得明白一點(diǎn),DNA的甲基化,這甲基是加在堿基上的,這堿基還得有要求,得是與G相鄰的C(一個(gè)相鄰CG稱為CpG),說(shuō)人話就是DNA甲基化的甲基只能加在與鳥嘌呤相鄰的胞嘧啶上。(CpG在非編碼區(qū)上比較多,尤其是啟動(dòng)子上很多)
4.甲基化的移除
確實(shí)需要用甲基化來(lái)實(shí)現(xiàn)基因的選擇性表達(dá),但是生物形成的生殖細(xì)胞總得恢復(fù)全能性吧,受精卵總得恢復(fù)全能性吧?那這甲基化就得移除掉。
好了,正文:甲基化在形成生殖細(xì)胞時(shí)會(huì)被移除一次,但不一定能移干凈;在精卵結(jié)合成受精卵時(shí)甲基化又會(huì)移除一次,但也不一定能移干凈。所以甲基化是可以遺傳的,但得看運(yùn)氣。(其他什么乙?;裁词裁吹囊惨粯?
5.甲基化、乙?;捌湟瞥璧拿?/p>
甲基化:甲基轉(zhuǎn)移酶(一類酶的總稱)
乙酰化:乙酰轉(zhuǎn)移酶(一類酶的總稱)
去甲基化:(對(duì)于DNA)DNA去甲基化酶、(對(duì)于組蛋白)組蛋白去甲基化酶
組蛋白去乙酰化:組蛋白去乙?;?/p>
6.補(bǔ)充
①DNA的甲基化會(huì)導(dǎo)致RNA聚合酶與啟動(dòng)子的結(jié)合變得更困難,從而抑制轉(zhuǎn)錄。但DNA甲基化不會(huì)影響堿基互補(bǔ)配對(duì),不會(huì)影響解旋酶和DNA聚合酶與DNA的結(jié)合,因?yàn)檫@倆又不會(huì)用到啟動(dòng)子,啟動(dòng)子是RNA的專屬結(jié)合位點(diǎn),DNA聚合酶的復(fù)制原點(diǎn)是復(fù)制原點(diǎn),解旋酶作用位點(diǎn)是堿基對(duì)間的氫鍵。
因此,DNA甲基化不會(huì)影響DNA正常復(fù)制。(高中先這么認(rèn)為。大學(xué)好像又說(shuō),DNA甲基化太密集了了會(huì)導(dǎo)致染色體那一坨蜷縮,從而導(dǎo)致DNA難復(fù)制。。。)
②DNA復(fù)制是如何淡化甲基化的?(我搜了一下,這是一個(gè)主流的假說(shuō))
現(xiàn)在假設(shè)有一條DNA,兩條鏈的某一區(qū)域都甲基化了?,F(xiàn)在復(fù)制一次,如果復(fù)制出的子鏈沒(méi)有被甲基化,那么得到的兩條DNA都是一條鏈該區(qū)域甲基化,另一條鏈該區(qū)域沒(méi)有甲基化,稱為半甲基話化,你看看,這是不是相當(dāng)于甲基化變淡了,轉(zhuǎn)錄變?nèi)菀琢恕?/p>
這兩條DNA現(xiàn)在再?gòu)?fù)制一次,假如復(fù)制出的子鏈DNA沒(méi)有被甲基化,那么現(xiàn)在就得到了四條DNA,其中兩條DNA該區(qū)域沒(méi)有甲基化,另外兩條DNA則是半甲基化。
就這樣,隨著DNA復(fù)制,甲基化會(huì)被淡化稀釋。
(二)丑寶的課總結(jié)
1.表觀遺傳定義:生物體基因的堿基序列(遺傳信息)保持不變但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。
2.表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老的整個(gè)生命過(guò)程中。
3.基因和形狀并非一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。有以下幾種情況:
①一個(gè)基因?qū)?yīng)一個(gè)性狀
②多個(gè)基因?qū)?yīng)一個(gè)性狀(比如植株高度累加效應(yīng)的那個(gè))
③一個(gè)基因?qū)?yīng)多個(gè)性狀
(比如說(shuō)一個(gè)促進(jìn)植物生長(zhǎng)的基因,可以與株高、花大小等性狀都有關(guān))
④更復(fù)雜的情況....
4.環(huán)境影響性狀的幾種途徑:
①環(huán)境直接影響性狀(比如大腸桿菌乳糖操縱子的那個(gè)例子)。這有個(gè)專門的名詞,叫"表型模擬"。
②環(huán)境導(dǎo)致基因突變從而影響性狀
③環(huán)境通過(guò)表觀遺傳影響基因表達(dá)從而影響性狀
5.丑寶這個(gè)視頻的例子:
柳穿魚有兩種不同的花是表觀遺傳的結(jié)果。
某種實(shí)驗(yàn)小鼠的毛色遺傳---表觀遺傳。(這里面有個(gè)正反交,得到母本的去甲基化較弱父本去甲基化較徹底的結(jié)論只適用于這種小鼠,其他種類生物不一定)
玳瑁貓的染色體失活,與甲基化關(guān)閉基因表達(dá)有關(guān)。
吸煙會(huì)使人體細(xì)胞內(nèi)甲基化水平提高,男性吸煙者的精子內(nèi)甲基化水平也會(huì)提高。
野生型大腸桿菌的乳糖操縱子,調(diào)控基因如何調(diào)控乳糖利用相關(guān)酶的基因的表達(dá)。
突變型大腸桿菌。