1、胚胎受精卵胎儿20000亿个细胞1个细胞红细胞红细胞有丝有丝分裂分裂细胞细胞分化分化20000亿个细胞200多种细胞为什么同样的为什么同样的DNA却能发育成不同的组织和器官呢？却能发育成不同的组织和器官呢？问题问题1：细胞分化：细胞分化是如何发生的呢？是如何发生的呢？资料资料1 受精卵受精卵2-细胞胚细胞胚4-细胞胚细胞胚8-细胞胚细胞胚桑葚胚桑葚胚Q1：通过：通过阅读，你获取阅读，你获取到了那些信息？到了那些信息？Q2：随着：随着受精卵和胚胎的发受精卵和胚胎的发育，细胞逐步分化，基因表达育，细胞逐步分化，基因表达数目有明显的变化，说明了什数目有明显的变化，说明了什么问题？么问题？细胞分化与基
2、因选择性表达有关细胞分化与基因选择性表达有关基因基因RNA蛋白质蛋白质(DNA)转录转录翻译翻译基因的表达基因的表达 随着受精卵和胚胎的发育，细随着受精卵和胚胎的发育，细胞逐步分化，胞逐步分化，基因表达的哪一基因表达的哪一步出现了差异？步出现了差异？基因基因RNA蛋白质蛋白质(DNA)转录转录翻译翻译选择性表达选择性表达细胞分化细胞分化体现体现生物性状生物性状影响影响Q3：基因：基因选择性表达有什么意义？选择性表达有什么意义？是细胞分化的根本原因，保证机体的正常发育；是细胞分化的根本原因，保证机体的正常发育；各种蛋白质在需要时才合成，以适应多变得环境各种蛋白质在需要时才合成，以适应多变得环境问
3、题问题2：基因组完全相同的同卵双胞胎，：基因组完全相同的同卵双胞胎，性状为什么性状为什么会有差异？会有差异？资料资料2 2 一对同卵双胞胎一个正常，另一个患有乳腺癌。一对同卵双胞胎一个正常，另一个患有乳腺癌。通过通过DNADNA测序，这对同卵双胞胎的测序，这对同卵双胞胎的DNADNA序列一样。研究人序列一样。研究人员将研究聚焦在一个抑癌基因员将研究聚焦在一个抑癌基因BRCA1BRCA1基因上，研究发现基因上，研究发现这对同卵双胞胎的这对同卵双胞胎的BRCA1BRCA1基因序列虽然一样，但其蛋白基因序列虽然一样，但其蛋白质的表达量差异比较大，患有乳腺癌的质的表达量差异比较大，患有乳腺癌的BRCA
4、1BRCA1蛋白量明蛋白量明显低于正常人。经研究表明，该乳腺癌患者的显低于正常人。经研究表明，该乳腺癌患者的BRCA1BRCA1基基因启动子被过度甲基化，导致转录不能正常进行，该基因启动子被过度甲基化，导致转录不能正常进行，该基因就会关闭。也就是说，这个基因能够在不改变基本蓝因就会关闭。也就是说，这个基因能够在不改变基本蓝图的前提下被失活。图的前提下被失活。问题问题2：基因组完全相同的同卵双胞胎，：基因组完全相同的同卵双胞胎，性状为什么性状为什么会有差异？会有差异？A基因基因A基因基因插入序列插入序列周期性表达周期性表达持续性表达持续性表达A突变突变关闭表达关闭表达AaAvy带状毛发带状毛发黑
5、棕色黑棕色毛发毛发黄色毛发黄色毛发资料资料3 3图图1 1图图2 2图图3 3Q1：从文字和图中，你获取到了什么信息？：从文字和图中，你获取到了什么信息？Q2：Avy/a小鼠毛发应该是什么颜色？小鼠毛发应该是什么颜色？Q3：Avy/a小鼠为什么会出现性状差异？Q4:DNA甲基化程度导致毛发颜色改变，这种毛发颜色变化可遗传给后代吗？甲基化程度导致毛发颜色改变，这种毛发颜色变化可遗传给后代吗？黄色的母亲仅仅黄色的母亲仅仅会生出黄色或浅会生出黄色或浅色毛发的后代色毛发的后代深色的母亲会生深色的母亲会生出黄色、浅色或出黄色、浅色或者深色毛发的后者深色毛发的后代，而且比例固代，而且比例固定定Q4:DNA
6、DNA甲基化程度导致毛发颜色改变，这种毛发颜色变化可遗传给后代吗？甲基化程度导致毛发颜色改变，这种毛发颜色变化可遗传给后代吗？Avy/aAvy/aDNADNA碱基序列不变碱基序列不变基因表达改变引起的性状改变基因表达改变引起的性状改变可遗传给子代可遗传给子代表观表观遗传学现象遗传学现象基因基因RNA蛋白质蛋白质(DNA)转录转录翻译翻译选择性表达选择性表达细胞分化细胞分化体现体现生物性状生物性状影响影响甲基化甲基化表观遗传表观遗传改变改变不依赖于不依赖于DNADNA碱基序列变化并且能遗传给子代的表型改变碱基序列变化并且能遗传给子代的表型改变资料4：研究表明，甲基转移酶DNMT1能够识别是否有C
7、pG序列的甲基化仅存在于一条链中。当甲基转移酶发现了这种不平衡，它会把“失去”的甲基化加到新合成的链上。如此，当细胞增殖时，子代细胞就会拥有跟母代细胞一样的甲基化特征了。问题问题3：DNA甲基化导致的性状改变甲基化导致的性状改变为什么为什么可遗传？可遗传？表观遗传调控机制表观遗传调控机制DNA修饰修饰组蛋白修饰组蛋白修饰非编码非编码RNA调控调控染色质重塑染色质重塑表观遗传调控机制表观遗传调控机制细胞分化细胞分化？问题问题4：基因基因RNA蛋白质蛋白质(DNA)转录转录翻译翻译选择性表达选择性表达细胞分化细胞分化体现体现生物性状生物性状影响影响甲基化甲基化表观遗传表观遗传改变改变等等组蛋白组蛋
8、白K4位点甲基化位点甲基化组蛋白组蛋白K27位点甲基化位点甲基化DNA甲基化甲基化基因基因RNA蛋白质蛋白质(DNA)转录转录翻译翻译选择性表达选择性表达细胞分化细胞分化体现体现生物性状生物性状影响影响调控调控甲基化甲基化表观遗传表观遗传改变改变等等问题问题5：表观遗传修饰是：表观遗传修饰是如何产生如何产生的？的？巴西红耳龟是一种典型的温度依赖型性别决定，温度26 为雄性孵化温度（male producing temperature,MPT）,温度32 为雌性孵化温度（Female producing temperature,FPT）。在不同温度下DNA甲基化程度不同，导致蛋白质的表达差异，从
9、而影响性别决定。孵化过程的不同阶段孵化过程的不同阶段DNADNA甲基化程度甲基化程度基因基因RNA蛋白质蛋白质(DNA)转录转录翻译翻译选择性表达选择性表达细胞分化细胞分化体现体现生物性状生物性状影响影响调控调控甲基化甲基化表观遗传表观遗传改变改变等等环境环境讨论讨论：表观遗传学调控机制对我们的生活有什么启示？：表观遗传学调控机制对我们的生活有什么启示？美国药监局已经批准了两个抑制甲基转移酶美国药监局已经批准了两个抑制甲基转移酶DNMT1DNMT1的药物作为抗癌药的药物作为抗癌药用于临床。它们是用于临床。它们是5-5-阿扎胞苷（商品名：阿扎胞苷（商品名：维达扎维达扎，VidazaVidaza）和）和2-2-氮杂氮杂-5-5-脱氧胞苷（商品名：脱氧胞苷（商品名：达珂达珂，DacogenDacogen）表观遗传学的应用表观遗传学的应用
