【正文】 在很早的卵裂階段中經(jīng)歷 染色質(zhì)消減 ， 80%以上的 DNA丟失 ，不再具備完整的基因組，僅有生殖系的細胞具有一套完整的基因組結(jié)構(gòu) 。 ?癭 [yǐng]蠅 在細胞核分裂至 16個 時，其中 14個核 中有 32條染色體消失， 僅保留 8條染色體 。擁有這些核的細胞不具有完整的基因組 DNA，將分化產(chǎn)生癭蠅成體的體細胞，而擁有其余兩個核的細胞發(fā)育成為生殖細胞。 三、基因組相同的例外 ——基因組的改變 ? B淋巴細胞 ：分化過程中發(fā)生免疫球蛋白基因重排使基因組發(fā)生改變。原來胚胎細胞基因組中不相連的 DNA片段通過切接去掉一些 DNA片段， 重新裝配形成抗體輕鏈可變區(qū)基因和重鏈可變區(qū)基因 。此外，在 B淋巴細胞分化過程中 恒定區(qū)基因發(fā)生類型轉(zhuǎn)換 ，這兩種因素使得每個 B淋巴細胞都具有獨特的基因組，能夠合成特異性抗體。 ? T淋巴細胞 受體基因也經(jīng)歷類似的基因重排產(chǎn)生。 ?酵母細胞 分化過程中也 存在基因重排 ，有些基因還因為 轉(zhuǎn)座子 （可以遷移的片段，插入到基因組中帶來新的信息）的 插入 而改變。 ?此外，在胚胎發(fā)育的某特定時期，有的特殊基因被選擇性復(fù)制出許多拷貝，產(chǎn)生 基因擴增現(xiàn)象 。 ?以上這些遺傳信息的改變是 細胞分化的結(jié)果而不是細胞分化的原因（ 原因： 內(nèi)環(huán)境胞質(zhì)和外環(huán)境胚胎誘導(dǎo) ） 。 免疫球蛋白分子結(jié)構(gòu) 剪切 免疫球蛋白基因重排 第二節(jié) 染色質(zhì)水平基因活性的調(diào)控 ?真核生物的 DNA集中存在于細胞核內(nèi)， DNA分子中攜帶著兩種遺傳信息：一種是負責 編碼蛋白質(zhì)氨基酸組成的結(jié)構(gòu)基因 ，另一種也是 DNA序列， 編碼調(diào)控基因 。 ?基因表達： ?① 結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄和翻譯后由其翻譯產(chǎn)物 蛋白質(zhì)參與和調(diào)控生活細胞的一切生命活動 ； ?② 同時， 確定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)合成時間、空間次序性的信息由 特定的調(diào)控基因編碼。 核小體 ? DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合，構(gòu)成以 核小體 為基本單位的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。 染色質(zhì) ?染色質(zhì)可根據(jù)在 細胞分裂間期折疊壓縮 的狀況分成 異染色質(zhì) 和 常染色質(zhì) 。 染色質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化是基因轉(zhuǎn)錄的前提 。 異染色質(zhì) 常染色質(zhì) 一、染色質(zhì) ?異染色質(zhì)存在 結(jié)構(gòu)型 和 機動型 兩種類型。 ?結(jié)構(gòu)型 ：異染色質(zhì) DNA序列的 折疊壓縮狀況始終不發(fā)生改變 ，也 不進行轉(zhuǎn)錄 ，但是 對于基因表達的調(diào)節(jié)起著重要的作用 。 ?機動型 ：異染色質(zhì)在某些情況下 DNA序列 折疊壓縮的狀況可以發(fā)生改變 ，成為常染色質(zhì)并 具有轉(zhuǎn)錄活性 ；而在另一些情況下又 可轉(zhuǎn)變成為異染色質(zhì)失去轉(zhuǎn)錄活性 。這個現(xiàn)象稱為 異染色質(zhì)化 。 ?例如 ：雌性哺乳動物的兩個 X染色體 中有一個 隨機失活 的現(xiàn)象。 （一） X染色體失活 ? 1949年， Barr和 Bertram就發(fā)現(xiàn) 雌貓 細胞核的核膜旁有個染色比較深的小顆粒 ，命名為 Barr body，以后認識到它是一個失活的 X染色體。 ?體細胞 ： Barr body廣泛地存在于雌性哺乳動物動物中 ，每個細胞都有一個 X染色體失活 。 ?生殖細胞 ：這種現(xiàn)象也存在于 雌性生殖細胞具有二倍體基因組的前體細胞 ，但在進行 減數(shù)分裂時 ，失活的染色體又重新恢復(fù)活性 ，所以卵母細胞具有完整的遺傳信息。 X染色體失活的選擇性和規(guī)律性 ?證據(jù) ：常常是 父源性的 X染色體失活 ，對 雌性小鼠 的 滋養(yǎng)層細胞 幾乎只能檢測到母源性 X染色體的信號。 ?有袋類動物 所有胚胎細胞 父源的 X染色體都失活。 ? X染色體失活 并不是整條染色體發(fā)生異染色質(zhì)化和失活，而只是位于 X染色體 長臂上的所有基因失活 ，位于 X染色體 短臂上的幾個基因 ，如編碼類固醇硫酸酯酶的基因 并沒有 這種劑量 失活 的過程。在這些未失活的基因中，可能 存在引起 X染色體失活信號傳導(dǎo)分子的編碼基因 。 ?近年來對 X染色體失活的分子機制的研究顯示， xist基因在 X染色體失活時特異性表達，該基因 具有調(diào)控小鼠發(fā)育中 X染色體失活的功能 。 （二）水蠟蟲的染色體失活 ?最引人注目的染色體失活現(xiàn)象見于 水蠟蟲 。 ?雌性個體 ：細胞中 不具有機動型異染色質(zhì) ； ?雄性個體 ：細胞的 一整套單倍體父源性染色體經(jīng)歷異染色質(zhì)化而失去轉(zhuǎn)錄活性 。結(jié)果在雄性動物的細胞核中存在 一套單倍體母源性的常染色質(zhì) 和 一套單倍體父源性異染色質(zhì) 。 ?精子 ：精子細胞核中 僅具有一套單倍體母源性的遺傳信息（異染色質(zhì)不進入精子核） 。受精后如果產(chǎn)生雄性后代，精子攜帶來的染色體再次經(jīng)歷異染色質(zhì)化而失去轉(zhuǎn)錄活性。 ?結(jié)果 ：在雄性個體中除了少數(shù)組織中出現(xiàn)異染色質(zhì)化逆轉(zhuǎn)的情況之外， 進行表達的基因幾乎全部是母源性 的。 水蠟蟲 x射線照射實驗 ? Brown(1961）用 x射線照射水蠟蟲，再把 經(jīng)過照射的水蠟蟲 與 未經(jīng)過照射的水蠟蟲 進行交配。 ?結(jié)果發(fā)現(xiàn) ： ?① 其后代的發(fā)育情況不一致，只要 雌性 親代經(jīng)過 X射線 照射 ，而 雄性 親代是 未 經(jīng) x射線 照射 正常的后代，不管是雄性的還是雄性的幼體 均大量死亡 ； ?② 如果 雌性 親代是 未 經(jīng) x射線 照射 ，而 雄性 親代是經(jīng)過 x射線 照射 的正常后代，盡管 雌性 幼體 死亡 數(shù)仍然很 多 但 雄性幼體 死亡 的卻比較 少 。 ?說明雄性水蠟蟲細胞核中染色質(zhì)的情況不同于雌性水蠟蟲 。 ?染色體失活現(xiàn)象 ：是 發(fā)生在轉(zhuǎn)錄前 的一種基因調(diào)整。這種調(diào)控機制是 使大量的基因異染色質(zhì)化 ，進而使這些 基因的轉(zhuǎn)錄停止 。 二、選擇性基因轉(zhuǎn)錄的染色質(zhì)變化 ?對于 染色體疏松區(qū) 和 燈刷染色體 的研究有助于說明特殊基因轉(zhuǎn)錄前的調(diào)控和選擇性基因轉(zhuǎn)錄。 ?（一）染色體疏松區(qū) ?染色體疏松區(qū) ：指染色體上 DNA解聚的特殊區(qū)域，是基因轉(zhuǎn)錄活躍區(qū)。 ?研究發(fā)現(xiàn) 果蠅 和 雙翅目昆蟲 的多線染色體 是否有疏松區(qū) 和疏松區(qū)的位置 ，在 不同組織細胞 和 同種細胞不同發(fā)育時期均 存在很大差異 ，具有組織和發(fā)育時期的特異性。 ?表明 染色體上基因轉(zhuǎn)錄 是按一定的 時間 和 空間順序 進行的。 蛻皮素處理實驗 ?用蛻皮素處理 體外培養(yǎng)的 果蠅 唾液腺細胞 ，染色體上會 產(chǎn)生一些新的疏松區(qū) ，但是 原有的一些疏松區(qū)退化 。 ?新的疏松區(qū)的形成 ：由蛻皮素和染色體上的特殊部位結(jié)合所介導(dǎo)的。 ?熒光抗體檢測 ：利用 兔抗蛻皮素抗體 為一抗， 熒光素標記的羊抗兔抗體 為二抗，進行熒光染色可以檢測出染色體上蛻皮素結(jié)合的位置，即對蛻皮素敏感的疏松區(qū)。 ?在幼蟲時期蛻皮素敏感的的疏松區(qū)大致可分為 3種 ： ? 誘導(dǎo)退化的疏松區(qū) ； ? 1h內(nèi)能迅速產(chǎn)生的疏松區(qū) ； ? 幾個小時后才能出現(xiàn)的疏松區(qū) 。 蛻皮素處理實驗 ?疏松區(qū)所合成的 產(chǎn)物對于誘導(dǎo)以后產(chǎn)生的疏松區(qū)是必需的 。 ?①如果在 前一批疏松區(qū)剛形成不久 ，就在果蠅唾液腺細胞體外培養(yǎng)體系中 加入蛋白質(zhì)合成抑制劑 ，蛻皮素的刺激就不能引起后來的疏松區(qū)產(chǎn)生 。 ?②用 突變的方法排除前一批疏松區(qū) ， 后一批疏松區(qū)也不能產(chǎn)生 。 ?說明 蛻皮素 和 前一批疏松區(qū)的產(chǎn)物 都是后一批疏松區(qū)產(chǎn)生的 必要條件 。 蛻皮素和前一批疏松區(qū)產(chǎn)物是必要條件 （二）燈刷染色體 ?在兩棲類卵母細胞染色體的松散 DNA處可以看到昆蟲染色體疏松區(qū)的類似物，這種結(jié)構(gòu)就是燈刷染色體。 （二）燈刷染色體 ?在 減數(shù)分裂的雙線期 成對排列的 每個染色單體自染色粒向一側(cè)伸出許多DNA的側(cè)環(huán) ，這些側(cè)環(huán)在雙線期之后再縮回去。蠑螈卵母細胞在雙線期，每個染色單體上約有 5000個側(cè)環(huán)，有些可長達 50100μm，含有 106個核苷酸分子。 ?一般所觀察到的 一個環(huán)是一個轉(zhuǎn)錄單位 。燈刷染色體可以產(chǎn)生大量的mRNA，是卵發(fā)生中信息大量產(chǎn)生和積累的途徑之一。這些 mRNA主要為早期發(fā)育所利用 。 第三節(jié) 轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控 ?差異基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控是最重要的調(diào)控機制。 ?一、基因表達的時間和空間特異性 ?基因表達的時間特異性 ：有些特異性的基因，只有在發(fā)育的某個特定時期或某些時期才具有活性，而在其他時期則是無功能的基因。 ?基因表達的空問特異性 ：主要指基因表達的組織細胞特異性。 二、發(fā)育中基因轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)和變化 ?（一）卵清蛋白基因的轉(zhuǎn)錄 ?卵清蛋白是由產(chǎn)卵母雞的輸卵管黏膜細胞分泌的。 ?卵清蛋白基因的轉(zhuǎn)錄 受激素的調(diào)控 。 ?卵清蛋白的產(chǎn)生依賴于 固醇類雌性激素 的存在。 ?固醇類激素是疏水性分子，可以自由出入細胞膜。當雌性激素進入細胞后可被激素受體蛋白識別，兩者結(jié)合形成雌性激素 受體復(fù)合物。在發(fā)生構(gòu)象變化后，復(fù)合物通過核膜孔