29.表觀遺傳是指DNA序列不改變,而基因的表達發(fā)生可遺傳的改變。DNA甲基化是表觀遺傳中最常見的現(xiàn)象之一。高等生物某些基因在啟動子(通常位于基因的上游,是一段特殊的堿基序列,能夠決定相關基因的表達水平)上存在富含CpG二核苷酸的序列,稱為“CpG島”。其中的胞嘧啶在發(fā)生甲基化后轉(zhuǎn)變成5-甲基胞嘧啶,但5-甲基胞嘧啶仍能與鳥嘌呤互補配對。細胞中存在兩種DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(如圖1所示),從頭合成型甲基轉(zhuǎn)移酶作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化;日常型甲基轉(zhuǎn)移酶作用于半甲基化的DNA,使其全甲基化。請回答下列問題:
(1)DNA甲基化
(填“會”或“不會”)改變基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的堿基序列。
(2)由于圖2中過程①的方式是
,所以其產(chǎn)物都是
甲基化的,因此過程②必須經(jīng)過
(填“從頭合成型甲基轉(zhuǎn)移酶”或“日常型甲基轉(zhuǎn)移酶”)的催化才能獲得與親代分子相同的甲基化狀態(tài)。
(3)小鼠的A基因可編碼胰島素樣生長因子-2(IGF-2),a基因無此功能(A、a位于常染色體上)。IGF-2是小鼠正常發(fā)育必需的一種蛋白質(zhì),缺乏時小鼠表現(xiàn)為個體矮小。在小鼠胚胎中,來自父本的A基因能夠表達,來自母本的則不能表達。檢測發(fā)現(xiàn),這對基因的啟動子在精子中是非甲基化的,在卵細胞中則是甲基化的。若純合矮小雌鼠與純合正常雄鼠雜交,則F1的表型為
。F1雌雄個體間隨機交配,則F2的表型及比例為
。
(4)臨床上5-氮雜胞嘧啶核苷常用于治療DNA甲基化引起的疾病。推測5-氮雜胞嘧啶核苷可能的作用機制之一是5-氮雜胞嘧啶核苷在
過程中摻入DNA,導致與DNA結(jié)合的甲基轉(zhuǎn)移酶活性降低,從而降低DNA的甲基化程度;另一種可能的機制是5-氮雜胞嘧啶核苷與“CpG島”中的
競爭DNA甲基轉(zhuǎn)移酶,從而降低DNA的甲基化程度。