表观遗传与表观遗传学

1、表观遗传与表观遗传学表观遗传学（epigenetics）研究不涉及DNA序列改变的基因表达和调控的可遗传变化，研究从基因演绎为表型的过程和机制，是一门新兴的遗传学分支。研究不涉及DNA序列改变的基因表达和调控的可遗传修饰，即探索从基因演绎为表型的过程和机制。（刘署东等，遗传学）2.表观遗传现象1：遗传物质+环境共同影响表型表观遗传现象2：单等位基因表达异常影响表型表观遗传现象3：环境影响表型表观遗传现象4：特定基因时空表达影响细胞重编程表观遗传现象5：高度终末分化细胞的逆向重编程表观遗传现象6：表观遗传与肿瘤密切相关4、表观遗传学的特点、研究内容和机制真核基因的表达调控非常复杂，受细胞和内、外多层次的调节，呈现多级调控。概括地说，主要包括遗传调控（geneticregulation）和表观遗传调控（epigeneitcregulation）。其中，表观遗传调控，又被称为染色质为基础的基因表达调控。（1）表观遗传学的特点：可遗传的，即这类改变通过有丝分裂或减数分裂，能在细胞或个体世代间遗传；可逆性的基因表达调节，也有较少的学者描述为基因活性或功能的改变；没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。1、DNA甲基化定义：DNA甲基化是指在DNA复制后在甲基化转移酶（DNMTs)的催化下，以S-腺苷甲硫氨酸（SAM）为甲基供体，将甲基集团连接到DNA分子的腺嘌呤或胞嘧啶碱基上，进行DNA修饰的过程。在哺乳动物中，大于60%的基因启动子区存在CpG岛；大多数的CpG岛中的CpG二核酸甲基化状态一致且多数是非甲基化的，即多数的CpG岛处于非甲基化状态；CpG岛的DNA甲基化是调控基因表达的开关，一般情况下，甲基化的CpG岛与基因沉默相关，非甲基化的CpG岛与基因活化相关；由正反交实验可以看出：印迹基因的正反交结果不一致、不符合孟德尔定律。小鼠Igf-2基因总是母本来源的等位基因被印迹，父本来源的等位基因表达，因此是母本印迹。基因印迹使基因的表达受到抑制，导致被印迹的基因的生物功能的丧失。四、印记基因的生理功能在生理上主要是调节细胞周期(分裂与凋亡)，表型上表现为：1、调节胚胎和出生后的生长发育2、调节神经系统的发育3、其他功能DNA甲基化(DNAmethylation)是研究得最清楚、也是最重要的表观遗传修饰形式，主要是基因组DNA上的胞嘧啶第5位碳原子和甲基间的共价结合，胞嘧啶由此被修饰为5甲基胞嘧啶(5-methylcytosine，5mC)。1．组蛋白修饰是表观遗传研究的重要内容。2．组蛋白的N端是不稳定的、无一定组织的亚单位，其延伸至核小体以外，会受到不同的化学修饰，这种修饰往往与基因的表达调控密切相关。3．被组蛋白覆盖的基因如果要表达，首先要改变组蛋白的修饰状态，使其与DNA的结合由紧变松，这样靶基因才能与转录复合物相互作用。因此，组蛋白是重要的染色体结构维持单元和基因表达的负控制因子。