DNA甲基化的检测表观遗传学系列实验之Content1、2、3、4、ExperimentsDNA甲基化简介DNA甲基化的生物学意义DNA甲基化的检测方法1.DNA甲基化简介DNA甲基化：在DNA甲基转移酶(DNAmethyltransferase,DNMTs)的作用下，以SAM为供体，将一个甲基添加到胞嘧啶的5’-碳分子上，形成5-甲基化胞嘧啶，主要发生在CpG位点。哺乳动物基因组中约有5%-10%是CpG位点，其中约有70%为mCpG。CpG位点不是均匀分布，而是呈现局部聚集倾向，形成一些GC含量较高、CpG双核苷酸相对聚集的区域，即CpG岛，CpG岛通常呈现低甲基化状态。可以简单地把DNA“”甲基化理解为一把锁，凡是被DNA甲基化标记的部分，大都是需要被“”“”尘封监禁“”—的基因，比如基因组的捣蛋鬼转座子，就是被甲基化这把“”“”锁管制着，失去管制或管制不严，这些捣蛋鬼会在基因组里跳来跳去，把基因组搞得一团糟，会引起很多问题，如肿瘤、精神疾病等。2.DNA甲基化的生物学意义1.DNA甲基化与遗传物质的稳定性2.DNA甲基化与基因表达调控3.DNA甲基化与表观遗传学4.DNA甲基化与胚胎发育5.DNA甲基化与肿瘤2.DNA甲基化的生物学意义2.DNA甲基化的生物学意义DNA甲基化与遗传物质的稳定性a)研究证明细菌DNA复制起始与DNA甲基化以及DNA与细菌质膜的相互作用有关。DNA便甲基化作为一种标签决定了复制起始点与细胞膜的结合，控制了复制起始，使得DNA复制与细胞分裂保持一致。b)DNA错配修复（mismatchrepair）作为细胞增殖过程中纠正DNA复制错误的重要手段，对保证DNA复制的忠实性与基因组的稳定性起重要作用。复制后双链DNA在短期内（数分钟）保持半甲基化状态“”“，错配修复系统从而能够区分旧链与新’”链，为校正新链中掺入的错误碱基提供了理想的分子标记。c)转座子失活，转座子存在有活性与失活的循环变化，这与DNA的甲基化相关。基因启动区域内CpG位点的甲基化通过三种方式影响基因转录活性：DNA序列甲基化直接阻碍转录因子的结合；甲基CpG结合蛋白结合到甲基化CpG位点与其他转录抑制因子相互作用；染色质结构的凝集阻碍转录因子与其调控序列的结合；2.DNA甲基化的生物学意义DNA甲基化与基因表达调控2.DNA甲基化的生物学意义DNA甲基化与表观遗传学基因组印迹是指在配子或合子发生期间，来自亲本的等位基因或染色体在发育过程中产生专一性的加工修饰，导致后代体细胞中两个亲本来源的等位基因有不同的表达活性的现象。其分子机理与甲基化密切相关，DNA甲基化模式的维持对基因印迹在亲子代之间的遗传是必须的。X染色体失活，生长发育过程中，雌性哺乳类动物细胞中的两条X染色体其中一条失去活性的现象。X染色体上存在一个与X染色体失活有密切联系的核心部位。核心区命名位X染色体失活中心。失活的染色体上DNA序列都呈高度甲基化，导致绝大多数基因转录处于关闭状态。2.DNA甲基化的生物学意义DNA甲基化与胚胎发育在胚胎发育的不同时期，基因组范围内的DNA甲基化水平会发生剧烈的改变，改变最剧烈的阶段为配子形成期与早期胚胎发育阶段。DNA甲基化对胚胎正常发育和等位基因的选择表达至关重要，错误甲基化模式的建立将引起人类的疾病，如脆性X染色体综合症。肿瘤细胞的特征：癌基因低甲基化——被激活；——抑癌基因高甲基化被沉默肿瘤中普遍存在DNA甲基化状态的改变，其特点是总体的甲基化水平降低与局部的甲基化水平升高。低甲基化可诱导原癌基因和转座子成分活化，基因印迹缺失以及染色体不稳定性增加，最终诱发肿瘤在整体低甲基化的水平下，某些抑癌基因发生高甲基化，导致基因沉默，对肿瘤抑制能力低下甲基化水平与肿瘤生物学特性密切相关，DNA甲基化水平越低，染色体越容易发生功能异常，肿瘤的浸润能力就越高，临床分期也愈晚2.DNA甲基化的生物学意义DNA甲基化与肿瘤A．基因组甲基化水平(MethylationContent)的分析:高效液相色谱(High-performanceLiquidChromatography,HPLC)高效毛细管电泳法(High-performanceCapillaryElectrophoresis,HPCE)适用于基因组整体的甲基化水平研究，无法定位甲基化位点。B.甲基化敏感性限制性内切酶-PCR/Southern法(methylation-sensitiverestrictionEndonuclease-PCR/South...
