表现遗传是指DNA序列不改变，而基因表达发生可遗传的改变．DNA甲基化是表现遗传中最常见的现象之一．某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”．其中的胞嘧啶在

Question

表现遗传是指DNA序列不改变，而基因表达发生可遗传的改变．DNA甲基化是表现遗传中最常见的现象之一．某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”．其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶，但仍能与鸟嘌呤互补配对．细胞中存在两种DNA甲基化酶（如图1），“从头甲基化酶”只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；“持续甲基化酶”只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化．

（1）图2中过程①是DNA以___方式进行复制，其产物都是___甲基化的，因此，过程②必须经过___的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态．
（2）研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制___．
（3）小鼠的A基因编码胰岛素生长因子-2（IGF-2），a基因无此功能（A、a位于常染色体上）．IGF-2是小鼠正常发育必须的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小．在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达．检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的．
    若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F₁的表现型应为___．F₁雌雄个体间随机交配，则F₂的表现型及其比例应为___．
（4）5-氮杂胞苷（AZA）常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病．推测AZA可能的作用机制之一是：AZA与“CG岛”中的___竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度．

Answer 1

（1）DNA复制方式为半保留复制；图2中①过程的产物都是半甲基化的；由于从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化，而持续甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化，因此过程②必须经过持续甲基化的催化才能获得与亲代分子相同的全甲基化状态．
（2）启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，能启动转录过程．若启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，则会抑制转录（或基因的表达）．
（3）若纯合矮小雌鼠（aa）与纯合正常雄鼠（AA）杂交，则F₁的基因型均为Aa，且其中来自父亲的A能够表达，来自母亲的a不能表达，因此F₁的表现型是（全部）正常．F₁雌雄个体（父Aa×母Aa）间随机交配，由于来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达，则F₂的表现型及其比例应为正常：矮小=1：1．
（4）5-氮杂胞苷（AZA）常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病，由于甲基化离不开甲基化酶，由此可推知AZA可能的作用机制之一是：AZA与“CG岛”中的胞嘧啶竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度．
故答案为：
（1）半保留      半      持续甲基化
（2）转录（或基因的表达）
（3）（全部）正常        正常：矮小=1：1
（4）胞嘧啶