第十三章 遺傳與個體發(fā)育

第十三章遺傳與個體發(fā)育發(fā)育是生物的共同屬性，傳統(tǒng)上稱之為胚胎學（embryology），一般指從動植物的受精卵到個體性成熟這一過程。從遺傳學角度看，發(fā)育是基因型轉(zhuǎn)化為表型的過程。遺傳是發(fā)育的基礎(chǔ)，而發(fā)育則是物種遺傳屬性的表達與展現(xiàn)。遺傳與發(fā)育關(guān)系的認識過程：發(fā)育過程中細胞分化的主導因素：第一節(jié)基因表達與調(diào)控分子遺傳學的“中心法則”揭示了生物的遺傳與發(fā)育的內(nèi)在聯(lián)系，從分子水平看，細胞分化和形態(tài)建成都是表型專一的大分子合成的結(jié)果。因而歸根結(jié)蒂是依賴基因在發(fā)育過程中按一定時空秩序的表達。在中心法則的每一個環(huán)節(jié)中，遺傳信息流都可以受到調(diào)節(jié)和控制，這就是基因調(diào)控。一、原核生物基因調(diào)控原核生物基因表達的調(diào)控主要是在轉(zhuǎn)錄水平上的。轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)有正、負控制兩種機制。正調(diào)控：無調(diào)節(jié)蛋白存在時，基因關(guān)閉，加入此調(diào)節(jié)蛋白后，基因表達。（無輔基誘導蛋白）負調(diào)控：無調(diào)節(jié)蛋白存在時，基因表達，加入此調(diào)節(jié)蛋白后，基因關(guān)閉（阻遏蛋白）E.Coli乳糖操縱子模型及調(diào)節(jié)機理：1）模型P272-273Fig14-8,9啟動子：轉(zhuǎn)錄起始時RNA聚合酶識別、結(jié)合的特定部位，是連接在基因3’端上游的DNA序列，長度100－200bp。E.Coli乳糖操縱子的啟動子包括兩部分：RNA聚合酶識別、結(jié)合位點（－35序列、－10序列）CAP-cAMP結(jié)合位點2）調(diào)控機理P272-273Fig14-8,9環(huán)境中無乳糖時：乳糖為唯一炭源時：乳糖和葡萄糖同時存在時：兩個控制系統(tǒng)同時發(fā)揮調(diào)控作用。（CAP-cAMP結(jié)合位點、操縱基因狀態(tài)決定RNA聚合酶能否識別、結(jié)合－35、－10序列）二、真核生物基因調(diào)控簡述真核生物的基因調(diào)控遠比原核生物復(fù)雜，在染色體、DNA、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后、翻譯、翻譯后等不同水平均可進行調(diào)控。目前對真核生物的基因調(diào)控研究尚不充分。1.染色體水平的調(diào)控小麥癭蚊的染色體丟失（P259）2.DNA水平的調(diào)控脊椎動物的免疫球蛋白基因重排P280-2843.轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控1）順式調(diào)控元件指DNA分子中對基因表達有調(diào)控作用的一段序列，其作用僅影響與自身同處一個DNA分子上的基因。順式調(diào)控元件不編碼蛋白質(zhì)，多位于基因旁側(cè)或基因的內(nèi)含子中。順式調(diào)控元件包括啟動子、增強子和近年來才直接證實存在的沉默子。啟動子的調(diào)控作用與其DNA的甲基化密切關(guān)聯(lián)。啟動子的甲基化導致其靶基因的失活，而去甲基化又恢復(fù)活性。增強子一般位于mRNA轉(zhuǎn)錄起始點上游至少100bp以上的地方，是一種上游或遠上游激活序列。真核細胞的增強子可通過啟動子來