什么是母体基因？举例说明母体基因对果蝇发育模式的调控作用。

Posted 2022-10-25 基因

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在卵母细胞成熟过程中，在看护细胞中转录，然后将合成的mRNA运送到卵母细胞的基因。由于这些mRNA翻译合成的蛋白质在早期胚胎发育中调节合子基因的转录，故此将它们称为母体基因。在成熟的未受精的卵细胞中，母体基因转录的mRNA和蛋白质通过建立不同的浓度梯度，帮助卵细胞建立前后轴和背腹轴，即母体基因的产物沿着体轴成浓度梯度分布。某些母体基因合成的蛋白质通过扩散在细胞质中形成不对称分布，使得囊胚中的不同细胞带有不同量的母体基因的蛋白质，造成分化的差异。母体mRNA的产物包括转录激活子(transcriptionalactivators)、转录抑制因子(transcriptionalrepressors)以及翻译抑制因子(translationalrepressors)，它们调节不同发育途径，构建不同的组织。果蝇的前后轴很大程度上受biciod和nanos基因产物影响。biciod基因产物是主要的前部形态发生素(anteriormorphogen),而nanos基因产物则是主要的后部形态发生素(posteriormorphogen)。由看护细胞合成的biciod基因的mRNA定位于受精卵细胞的前端，与微管结合，不发生翻译。受精后翻译成Bicoid蛋白，并在第七次核分裂时从前端向后扩散，沿A-P轴形成浓度梯度，这为以后的A-P轴模式形成提供了位置信息。Bicoid蛋白是一种转录激活因子，能够激活很多体节基因的表达；同时，Bicoid蛋白也是一种翻译阻遏物，能够使某些基因失活。在胚胎的不同部分Bicoid蛋白的量是不同的，因而调节一些按阈值表达的基因活性，也就是说被调节的基因是转录激活还是翻译阻遏，由所在部位的Bicoid蛋白的浓度阈值决定。如果Bicoid

　　蛋白的浓度梯度曲线发生巨大变化，将会极大影响果蝇体形的发育模式。缺少Bicoid蛋白，这样的胚胎将发育成双腹，同时既没有头又没有胸。但是，如果将适量的BicoidmRNA在合适的部位注入卵细胞，就会发育正常。nanos基因具有类似的作用，但是它的mRNA定位于卵的后端。Nanos蛋白是翻译阻遏物。