毛毛蟲體內的第二組基因是怎樣激活,從而變成蝴蝶的?
人與自然中說昆蟲體內有兩組基因,第一種發育成毛毛蟲狀態,第二種發育成蝴蝶狀態。
題主是對的,幼蟲和成蟲的性狀當然是由不同的基因編碼的。
同一段DNA序列以不同的機制被表達,得到不同的表的產物,這是有的。比如兩個不同的基因可以存在於同一段雙螺旋的不同鏈之中;兩個不同的基因可能會有重疊之處;DNA在轉錄過程中,RNA合成酶可能忽然退後一段距離,接著重新讀取密碼子。
但這裡的情況不是這樣。我們在這裡遇到的是基因的選擇性表達。在某一個特定的時間點,一些基因被啟動了,而另一些可能沒有。
昆蟲的變態發育分為三種類型
1)原變態
2)不完全變態
3)完全變態
1)和2)都屬於簡單變態,沒有蛹期,沒有明顯的幼蟲期,或者成蟲和若蟲的形態區別不明顯。2)中的典型例子是蝗蟲和蜻蜓。
下面我們主要討論3)。
在昆蟲從受精卵一點點長大的過程中,成蟲時期各個器官的雛形就已經形成了,他們叫做成蟲盤,由一系列沒有完全分化的細胞組成。分布在昆蟲身體各處的成蟲盤細胞在幼蟲時期是不活躍的,一直到這些細胞被激素激活。激活成蟲盤細胞的激素可以是蛻皮激素,他們促使成蟲盤細胞長大並進一步分化。
除此之外,幼蟲時期的各個器官中的細胞也開始退化。細胞接收到激素分子的信號,逐漸膨大最後裂解。
那麼什麼時候激素才會被釋放、引起成蟲盤細胞激活,完成變態發育呢?答案是漲到一定重量(minimum viable weight) 的時候。昆蟲腦中的一些細胞隨時監測著體內的糖分和胰島素水平,一旦營養條件達標,這些腦細胞就會釋放信號,啟動蛻皮激素的釋放。
激素控制基因表達的分子生物學機制都是差不多的。激素分子與細胞膜表面受體分子結合,受體分子激活一系列中間信號分子,最終在細胞核內啟動特定的轉錄因子。
這些轉錄因子能識別一個特定的DNA序列,然後附著在這個序列上,吸引其他蛋白組成RNA合成酶,促使特異的基因被開啟、表達,隨後促成細胞的分化。
紫色圓泡泡=轉錄因子 (transcription factor),它識別綠色DNA (promoter)並與之結合。最後促成紫色扇形泡泡=RNA合成酶 (RNA polymerase) 的成功組裝。組裝完成後藍色DNA就會被啟動了。毛毛蟲變蝴蝶(化蛹) 蝴蝶的一生需經過卵,幼蟲,蛹期,成蟲等四個階段屬於完全變態. 成蟲即為蝴蝶
如果是兩組基因,那麼蝴蝶和毛毛蟲還算是同一個個體嗎?還是說毛毛蟲和蝴蝶屬於不同的物種,只是共生關係而已?如果毛毛蟲和蝴蝶有記憶,可以通用嗎?
蛻皮激素,保幼激素調節
我能說第一畫面感就是功夫裡頭星爺任督二脈被打通時那個毛蟲抖啊抖成蝴蝶的橋段嗎-_-#…
神奇的激素
這就像激活碼,有了它就有了
不是跟男生長鬍子張喉結,女的胸變大類似么
應該和蝌蚪變青蛙一樣,同一組基因的性狀表現不同了。
推薦閱讀:
※為什麼水果是甜味的,不是鹹的或辣的呢?
※從事電子技術開發,想轉學生命科學,了解DNA,請問怎麼入門?
※同屬於典型的蒙古人種,為什麼雙眼皮和高鼻樑的中國人要比韓國人多很多?
※一對同卵孿生的男性娶了一對同卵孿生的女性,都生下了一個兒子,他們的後代會長的一樣嗎?