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
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。
- 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。
- 隨著身體生長,該標記在每次細胞分裂中被忠實複製。
- 當這個人日後形成配子時,繼承來的印記被擦除。
- 隨後寫入與此人自身性別相符的新印記,準備傳給下一代。