學習下面材料,回答相關問題。
貓的毛色由位于X染色體上的一對等位基因控制(黑色B,黃色b)。B對b為完全顯性,但雜合子的毛色卻表現(xiàn)為黑、黃斑塊的混合體,取名“玳瑁貓”。
玳瑁貓為什么會呈現(xiàn)黑黃斑塊的毛色呢?1949年,巴爾等人發(fā)現(xiàn)在雌貓的神經細胞間期核中有一個染色很深的染色質小體(命名為巴氏小體)而雄貓中沒有。進一步研究發(fā)現(xiàn),巴氏小體是一條凝縮且失活的X染色體。人體細胞中也存在巴氏小體,若X染色體有兩條或多條時,巴氏小體數(shù)比X染色體數(shù)少1條。
1961年,萊昂提出了“萊昂假說”,認為“巴氏小體是遺傳上失活的X染色體,這種失活在胚胎發(fā)育早期隨機發(fā)生,且在體細胞中不可逆轉。一旦細胞中某條X染色體失活,由該細胞增殖而來的所有子細胞都具相同的失活X染色體”。該觀點很好地解釋玳瑁貓毛色的原因。
X染色體失活是如何發(fā)生的呢?研究表明,X染色體的失活起始于“X染色體失活中心”的Xist基因轉錄產生長鏈非編碼XistRNA分子。胚胎發(fā)育早期,Xist基因在一條X染色體上強烈表達,并包裹該染色體。XistRNA本身并不能引發(fā)沉默,但它聚集了其他修飾和濃縮染色質的因子,這些因子可能促使DNA甲基化和組蛋白修飾的發(fā)生。通常在失活的染色體上,會有許多基因的啟動子甲基化而失去了轉錄活性,而Xist基因卻沒有被甲基化,可以持續(xù)產生XistRNA,而另一條有活性的X染色體可以轉錄形成TsixRNA,TsixRNA可以與XistRNA互補配對,抑制XistRNA的轉錄調控。其次,與細胞內其他染色體相比,失活的X染色體的乙酰化程度要低很多,而組蛋白的去乙酰化與基因組不轉錄的區(qū)域相關;XistRNA招募的修飾因子促使H3組蛋白第27位賴氨酸甲基化,可以誘導異染色質(轉錄活性低)的形成,從而抑制該區(qū)域基因表達。請回答下列相關問題。
(1)由文中信息可知,玳瑁貓的性別一定是
雌
雌
性。玳瑁貓的黑、黃斑塊毛色是由兩種產生色素的細胞決定,當不同的產色素干細胞分裂時,同一來源的子代色素細胞位置靠近,形成一片聚集區(qū)。請結合文中信息分析如圖,表示Y和H區(qū)域的細胞示意圖分別是 丁和丙
丁和丙
(填出圖中的正確選項)。
(2)結合文意,玳瑁貓與黑色貓雜交后代中的表現(xiàn)型(包括顏色和性別)及其比例為 黑色雌貓:玳瑁貓(雌):黑色雄貓:黃色雄貓=1:1:1:1
黑色雌貓:玳瑁貓(雌):黑色雄貓:黃色雄貓=1:1:1:1
。
(3)請根據文章內容推測:正常雄性哺乳動物在胚胎發(fā)育過程中,體細胞中Xist基因 不會
不會
(選填“會”或“不會”)大量轉錄。
(4)文中提到的與X染色體失活機制相關的表觀遺傳方式有哪些?ABCD
ABCD
。(多選)
A.DNA甲基化
B.組蛋白的去乙酰化
C.非編碼RNA的調控
D.組蛋白的甲基化修飾
(5)對巴氏小體的研究具有一定的應用價值,比如:
①鑒定性別:一些需要進行力量和速度比拼的體育項目在比賽前通常會對參加 女子
女子
(男子或女子)項目的運動員的白細胞進行染色鏡檢,若發(fā)現(xiàn)運動員細胞中 無巴氏小體
無巴氏小體
時,將不能參加該項比賽。此方法比性染色體組成的檢測更簡便易行。
②性染色體數(shù)目異常原因分析:某克氏綜合征患者性別為男性,但先天睪丸發(fā)育不良,經鏡檢發(fā)現(xiàn)是性染色體異常,體細胞中有47條染色體,細胞核中有1個巴氏小體。推斷患者的性染色體組成最可能是 XXY
XXY
。若該患者的母親卵細胞正常,推測其父親產生異常精子的性染色體組成是 XY
XY
,原因是 在減數(shù)第一次分裂后期,X、Y染色體沒有分離
在減數(shù)第一次分裂后期,X、Y染色體沒有分離
。