問題
果蠅實驗中產生了一個突變體，其中第二胸節（second thoracic segment，T2）的翅膀變成了類似平衡棒的結構。以下有關此突變體的敍述：
(i) Ultrabithorax 基因在第二胸節異位（ectopic）表達。
(ii) Antennapedia 基因在第二胸節異位表達。
(iii) 是一個同源異型（homeotic）突變。
(iv) 是源於gap基因的突變。
能夠解釋此突變表現型的分子機制的敍述包括：
(A) 只有(i)和(ii)
(B) 只有(ii)和(iii)
(C) 只有(iii)和(iv)
(D) 只有(i)和(iii)
(E) 只有(ii)和(iv)
來源：印度CSIR考試．2014
答案
［往下方查看答案］
［答案：D］
野生型情況下，antennapedia complex 的 hox 基因主要控制果蠅身體較前方結構的發育，而 bithorax complex 的 hox 基因則主要控制較後方結構的發育：
Antennapedia（Antp） 基因的名字與最初的突變實驗有關，當 Antp 發生突變時，在原本觸角（antenna）應該發育的地方會長出腿（-pedia，意義為腿）。而當 Ultrabithorax（Ubx）基因發生突變時，會使正常情況下（野生型）長在第三胸節（T3）變成第二胸節（T2），長出一對額外的翅膀（＝變成兩個一樣的胸節：bi：兩個＋thora-：胸的結構），而原本長在第三胸節的平衡棒消失。這種導致身體結構變成了另一個結構或器官的突變，稱為同源異型突變（homeosis），與此相關的重要基因稱為同源異型基因（homeotic gene）。
後來的研究發現，Ubx 基因在野生型情況下在T3胸節中會發育成平衡棒的原基組織中表達，其正常表達可順利形成平衡棒，而當突變導致 Ubx 無法在此組織表達時，則會形成後一雙後翅。
由於問題中所述的實驗影響到翅膀、平衡棒的發育，因此與 Ubx 基因相關。與經典實驗不同的是，這次實驗中的突變體是T2胸節長成了T3胸節的模樣，因此是T2的發育變成了T3的野生型發育情況，亦即野生型情況下只在T3激活的分子機制，由突變導致在T2胸節也被激活。由此可知，此突變體可能由 Ubx 在T2的異位表達所導致。敍述(i)正確。
敍述(iv)中提及的gap基因與發育較早期體節的形成有關，而本實驗中涉及的表現型突變與各體節進一步分化所涉涉及的基因有關。gap基因雖然有間接影響，但gap基因的突變並非導致同源異型突變的最主要原因。
Leave a Reply