胚胎遗传表达和蛋白合成

卵子受精后启动发育程序。研究表明,哺乳动物卵子的胞质中已贮存有丰富的mRNA、tRNA 和rRNA,在受精后的第一个细胞周期可直接用于指导蛋白质的翻译,不需要从染色体水平开始指导蛋白质的合成,这时即使将细胞核从细胞中取出也不会影响其发育进程。在哺乳动物,卵裂早期细胞内即合成RNA,胚胎来源于父方的遗传信息开始起作用。

卵子的细胞质在胚胎发育过程中起重要的作用。德国学者施佩曼(1928)用较细的头发将蝾螈的受精卵结扎成两个半球状,其中一个半球中含灰新月区(受精时,蝾螈卵细胞上出现一个浅灰色的半月形区带)和细胞核,另一个不含这个区带。结果前者发育成了胚,后者则不能。即使后者含有细胞核,细胞也不能分化,只能发育成没有一定形状的团块。这个实验说明在灰新月区(细胞质)中,含有某种物质,只有完全具备这种物质,胚胎发育才能正常进行。实际上,细胞质在胚胎发育过程中的作用,具有影响细胞核基因表达的作用。细胞核在胚胎发育过程中起主导作用。施佩曼将蝾螈的受精卵结扎成两个半球后,一个半球含细胞核,另一个半球不含细胞核。结果发现有细胞核的半球能够进行正常的卵裂,没有细胞核的则不能卵裂。在16个或32个细胞的时期,他让一个细胞核通过结扎处进入无核的半球,结果这个半球也开始卵裂,并且发育成了正常胚胎。这表明在胚胎发育过程中细胞核起着主导作用。

现代生物学的研究表明,细胞核之所以在胚胎发育过程中起主导作用,是因为细胞中的绝大部分基因位于细胞核内的染色体上,通过转录产生的mRNA进入细胞质,翻译成各种蛋白质,从而决定细胞的新陈代谢类型和个体发育方向。但是,细胞核的主导作用不是绝对的,核的活动不仅要受到细胞质中一些物质的调节和制约,而且还要对细胞质的不同状态做出不同的反应。

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