學習以下材料,回答(1)~(4)題。
表觀遺傳:生命活動的幕后指揮
DNA甲基化是表現(xiàn)遺傳修飾的主要方式,對基因表達的調(diào)控具有重要作用,這種表現(xiàn)修飾能否遺傳?在遺傳過程中有無規(guī)律?受技術(shù)手段的限制,這些問題在較長時間內(nèi)未能得到解決。
2013年,中國科學院北京基因組研究所劉江團隊以斑馬魚為實驗材料,研究DNA甲基化的遺傳問題。基于實驗繪制了斑馬魚精子、卵細胞和早期胚胎全基因組的DNA甲基化圖譜,如圖1所示。由圖可知,受精前的精子平均甲基化水平顯著高于卵細胞;受精后,早期胚胎的甲基化水平起初與精子和卵細胞甲基化水平的均值基本一致,隨著胚胎發(fā)育的進行,基因組DNA甲基化水平逐漸上升,到囊胚期階段即接近精子的甲基化水平。
進一步研究發(fā)現(xiàn),斑馬魚早期胚胎中的父源DNA完全保留了精子的甲基化圖譜而母源DNA則拋棄了卵細胞的甲基化圖譜,逐漸重編程為精子的甲基化圖譜,這一過程最終導致早期胚胎遺傳了精子的甲基化圖譜。
對斑馬魚的研究為DNA甲基化可以遺傳提供了證據(jù)。哺乳動物的DNA甲基化變化是否具有相同的規(guī)律呢?研究人員對小鼠的精子、卵細胞和早期胚胎的DNA甲基化數(shù)據(jù)進行分析,發(fā)現(xiàn)小鼠和斑馬魚早期胚胎DNA甲基化的變化規(guī)律存在顯著差異。如圖2所示,在小鼠的發(fā)育過程中,精卵結(jié)合后,早期胚胎的甲基化水平大幅降低,隨后又發(fā)生了整體范圍的重新甲基化,全基因組范圍內(nèi)甲基化水平升高。
盡管斑馬魚和小鼠胚胎發(fā)育過程DNA甲基化的變化存在顯著差異,但都遵循一個共同規(guī)律,即甲基化的動態(tài)變化符合發(fā)育過程的需要,隨著甲基化的變化過程。與發(fā)育相關(guān)的各個基因有序地關(guān)閉或開啟,調(diào)控發(fā)育過程順利進行。同時,多個證據(jù)表明,甲基化動態(tài)模式的差異可能與生物的進化程度相關(guān)。因此,追蹤不同進化階段物種的早期胚胎DNA甲基化動態(tài),或許能夠揭示DNA甲基化與生物進化的關(guān)聯(lián),以及DNA甲基化影響遺傳發(fā)育的機制。
(1)表觀遺傳通過調(diào)控基因的選擇性表達實現(xiàn)細胞 分化分化過程。組成DNA的堿基發(fā)生甲基化將影響附近DNA區(qū)域與相關(guān)蛋白質(zhì)的結(jié)合,從而影響基因表達中的 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄過程。
(2)根據(jù)文中信息,如圖中①②分別表示①具有精子甲基化圖譜的父源DNA具有精子甲基化圖譜的父源DNA、②具有精子甲基化圖譜的母源DNA具有精子甲基化圖譜的母源DNA。
(3)基于對斑馬魚和小鼠DNA甲基化的研究,下列觀點正確的有 ACAC。
A.DNA的甲基化可遺傳且可逆
B.二者早期胚胎的DNA甲基化過程均改變了堿基序列
C.進化上越高等的生物,受精前卵細胞DNA平均甲基化水平越高
D.從進化角度推測,人的早期胚胎發(fā)育中DNA甲基化的變化與小鼠更相似
(4)基于本文的研究,請?zhí)岢鲆粋€可進一步研究的課題 DNA甲基化如何影響遺傳發(fā)育DNA甲基化如何影響遺傳發(fā)育。
【考點】表觀遺傳;胚胎的早期發(fā)育.
【答案】分化;轉(zhuǎn)錄;具有精子甲基化圖譜的父源DNA;具有精子甲基化圖譜的母源DNA;AC;DNA甲基化如何影響遺傳發(fā)育
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:33引用:1難度:0.5
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1.DNA甲基化是指在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶的作用下,在胞嘧啶上結(jié)合一個甲基基團,但胞嘧啶仍能與鳥嘌呤互補配對。DNA甲基化若發(fā)生在啟動子區(qū)域會導致該基因不能轉(zhuǎn)錄,且這種變化是可遺傳的。下列有關(guān)敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 21:30:1組卷:16引用:3難度:0.7 -
2.DNA甲基化是指DNA中的某些堿基被添加甲基基團,此種變化不影響DNA中堿基的排列順序,但會影響基因的表達,對細胞分化具有調(diào)控作用?;騿幼訁^(qū)域被甲基化后,會抑制該基因的轉(zhuǎn)錄,如圖所示。研究發(fā)現(xiàn),多種類型的癌細胞中發(fā)生了抑癌基因的過量甲基化。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/19 3:30:1組卷:6引用:2難度:0.7 -
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發(fā)布:2024/12/30 23:30:2組卷:4引用:4難度:0.6
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