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印記:當來自母親與父親的拷貝不同時

你的大多數基因都有兩個拷貝,通常兩個都用。但對於一組特殊的印記基因,只有母方或只有父方的拷貝是活躍的——一種在你受孕之前就已設定的親本來源標籤。

兩個拷貝,卻只有一個發聲

對大多數基因,你攜帶兩個 等位基因——每個親本各一個——而且兩個都開啟。基因組印記打破了這種對稱。對於 印記基因,細胞僅依據它來自哪個親本就讓一個拷貝沉默,與其 DNA 序列無關。有些基因只表達父方拷貝;另一些只表達母方拷貝。

這種「親本來源」標籤由 DNA 甲基化在一個叫 印記控制區的小開關上寫下。由於活躍拷貝已被預先選定,印記基因格外脆弱:如果那個唯一在工作的拷貝丟失或帶有 生殖系突變,就沒有備份。這正是為什麼某些印記疾病不僅取決於哪個基因受影響,還取決於這一改變是遺傳自母親還是父親。

An imprinted gene (active only from father):

  Father's copy:  [ ON  ]  -> protein made
  Mother's copy:  [ off ]  <- silenced by methylation

Lose the father's copy (deletion/mutation):
  Father's copy:  [ -- ]   (gone)
  Mother's copy:  [ off ]  <- still silenced -> NO working copy at all
由於始終只有一個拷貝活躍,印記基因一旦該拷貝失效便沒有備用。

擦淨石板,重新書寫

如果標記永不被擦除,它們會無止境地堆積。實際上,在 配子(卵子和精子)形成期間,舊的印記會被抹去,並按照該親本的性別重新書寫。在一名男性體內本處於「母方」設定的基因,在進入其精子之前會被重新蓋上「父方」設定的印章,這樣他的孩子就能收到標籤正確的拷貝。

  1. 受精卵從每個親本各繼承一個印記拷貝,每個拷貝都已按其來源甲基化。
  2. 隨著身體生長,該標記在每次細胞分裂中被忠實複製。
  3. 當這個人日後形成配子時,繼承來的印記被擦除。
  4. 隨後寫入與此人自身性別相符的新印記,準備傳給下一代。