北师生物必修2遗传与进化第2章第三节《基因的选择性表达及表观遗传现象》教学课件.ppt

http:/,第,2,章 第三节,基因的选择性表达,及表观遗传现象,主讲教师,：郑碧芸（中国人民大学附属中学）,指导教师,：和 渊（中国人民大学附属中学）,为什么基因会有差异表达呢？,受精卵,分裂生长分化,各种细胞组织器官,红细胞、上皮细胞,肌肉组织、神经组织,心脏、肺、皮肤,寻找证据,思考：,1.,随着受精卵和胚胎的发育，细胞逐步分化，基因表达数目有明显的变化，说明了什么问题？,2.,生物体在生长发育的不同时期，形态发生了明显的变化，基因表达的数目也不同，基因的表达与细胞分化有什么关系？,不同细胞表达的基因种类不同，细胞表达的基因种类影响细胞分化果蝇眼部结构,Essential Cell Biology 5th,果蝇胚胎,Eve,蛋白的表达,红细胞,胰岛B细胞,皮肤表皮细胞,功能,运输氧气,蛋白质,血红蛋白,调节血糖浓度,胰岛素,保护,角蛋白,不同种类的细胞的功能和对应的蛋白质,细胞类型,基因,蛋白质,1,2,3,细胞类型,一、基因的选择性表达导致细胞的分化,1.,细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,细胞分化过程中，基因表达的数目和表达水平都发生了变化也就是说，不同细胞表达的基因数目和基因表达水平都不尽相同，这就是,基因的选择性表达。

F,A,A2,胎儿,90%,510%,成人,1%,97%,2%,血红蛋白种类,阶段,人体不同时期血红蛋白种类和比例,一、基因的选择性表达导致细胞的分化,2.,基因的选择性表达受基因和环境的共同控制与影响基因表达,调控,适应环境,防止浪费,在基因序列不变的前提下，基因的表达却发生了变化，原因是什么呢？,Randy L Jirtle,；,Epigenomics,(2014)6(5),447450,寻找证据,DNA,甲基化,是指给,DNA,的碱基添加甲基（,CH,3,）,甲基化,胞嘧啶,5-甲基胞嘧啶,胞嘧啶甲基化反应,思考：,1.,从小鼠毛色变化来看，编码毛色相关蛋白的,A,基因,DNA,序列及调控,A,基因表达的,a,序列都没有变化，小鼠的毛色却发生了变化，说明什么问题？,思考：,2.DNA,的甲基化对小鼠毛色的影响，在小鼠的子代中仍然出现，进而导致小鼠毛色的变化，说明了什么？,Hugh D.Morgan et.al;Nature genetics 1999,DNA,甲基化会改变基因的表达，导致基因控制的性状发生改变而且，这种,DNA,甲基化对基因表达的影响还可以传递给子代因此，性状的改变并非完全由基因改变引起。

二、表观遗传是不依赖于,DNA,碱基序列变化的遗传现象,二、表观遗传是不依赖于,DNA,碱基序列变化的遗传现象,某些基因中碱基序列不变但表型改变的现象属于,表观遗传,组蛋白修饰,组蛋白修饰是指组蛋白的某些氨基酸被加上或去掉一些化学基团，包括添加甲基、乙酰基，或去掉甲基、乙酰基等小资料,乙酰化,甲基化,磷酸化,泛素化,甲基供体,染料木素,乙醇,辐射,高甲基化,高甲基化,高甲基化,高甲基化,去甲基化,去甲基化,双酚,A,体外培养,Randy L Jirtle,；,Epigenomics,(2014)6(5),447450,控制从基因到表型的机制,生物从受精卵到成体的发育过程中基因活性的变化模式,上代向下一代传递的信息，而不是,DNA,序列本身,1942,年,1987,年,1994,年,没有,DNA,序列变化的可遗传的基因表达改变,1999,年,表观遗传学的发展,表观遗传学的应用,DNA,甲基化检测为癌症早期诊断提供参考,危险系数,健康,确诊后,确诊前,01,年,确诊前,12,年,确诊前,23,年,确诊前,34,年,Xingdong Chen et.al.NATURE COMMUNICATIONS|(2020)11:3475,表观遗传学的应用,GSK126,化学式,N,ature,.2012 vol.492,GSK126,浓度,H3K27me3,甲基化程度（,%,相对于对照）,肿瘤体积（,mm,3,),对照,50mg/kg/,天,150mg/kg/,天,300mg/kg/,每周两次,时间（天）,小结,基因的选择性表达,细胞分化,表观遗传,基因碱基序列不变,DNA,甲基化,组蛋白修饰,基因的,表达变化,表型变化,导致,导致,主 编,乔文军田树青王梦奇乔萌萌,脚本统筹,乔文军田树青,和,渊郑碧芸,乔萌萌,配 音,郑碧芸,责任编辑,乔萌萌王梦奇,美术编辑,王 蕊,技术制作,郑碧芸,项目统筹,林 群,。