表观遗传学课件12024年10月23日星期三22概述表观遗传学：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。2024年10月23日星期三22三个层面调控基因表达：DNA修饰：DNA共价结合一个修饰基团，使具有相同序列的等位基因处于不同的修饰状态。蛋白修饰：通过对特殊蛋白修饰或改变蛋白的构象实现对基因表达的调控。非编码RNA调控：通过某些机制实现对基因转录的调控，如RNA干扰。意义：任何一个层面异常，都将影响染色质结构和基因表达，导致复杂综合征、多因素疾病以及癌症。和DNA序列改变不同的是，许多表观遗传的改变是可逆的，这就为疾病的治疗提供乐观的前景。概述2024年10月23日星期三44概述表观遗传学的研究内容：基因转录后的调控基因组中非编码RNA微小RNA（miRNA）反义RNA内含子、核糖开关等基因选择性转录表达的调控DNA甲基化组蛋白共价修饰染色质重塑基因印记X染色体失活2024年10月23日星期三442024年10月23日星期三55概述2024年10月23日星期三55遗传与表观遗传2024年10月23日星期三66概述2024年10月23日星期三66基因组与表观基因组经组织归类的信息2024年10月23日星期三772024年10月23日星期三表观遗传学机制DNA甲基化177组蛋白修饰2染色质重塑3RNA调控4DNA甲基化1以基因型为a/a的母鼠及其孕育的基因型为AVY/a的仔鼠作实验对象。孕鼠分为两组，试验组孕鼠除喂以标准饲料外，从受孕前两周起还增加富含甲基的叶酸、乙酰胆碱等补充饲料，而对照组孕鼠只喂饲标准饲料。结果结果试验组孕鼠产下的仔鼠大多数在身体的不同部位出现了大小不等的孕鼠产下的仔鼠大多数在身体的不同部位出现了大小不等的棕色斑块，甚至出现了以棕褐色为主要毛色的小鼠。而对照组孕鼠的仔鼠大多棕色斑块，甚至出现了以棕褐色为主要毛色的小鼠。而对照组孕鼠的仔鼠大多数为黄色。分析表明喂以富甲基饲料的孕鼠所产仔鼠的数为黄色。分析表明喂以富甲基饲料的孕鼠所产仔鼠的IAPIAP所含所含CpGCpG岛的甲基岛的甲基化平均水平远高于对照组，转录调控区的高甲基化使原该呈异位表达的基因趋化平均水平远高于对照组，转录调控区的高甲基化使原该呈异位表达的基因趋于沉默，毛色也趋于棕褐色。于沉默，毛色也趋于棕褐色。一、DNA甲基化2024年10月23日星期三99一、DNA甲基化哺乳动物基因组中5mC占胞嘧啶总量的2%-7%，约70%的5mC存在于CpG二连核苷。在结构基因的5’端调控区域,CpG二连核苷常常以成簇串联形式排列，这种富含CpG二连核苷的区域称为CpG岛(CpGislands)，其大小为500-1000bp，约56%的编码基因含该结构。基因调控元件(如启动子)所含CpG岛中的5mC会阻碍转录因子复合体与DNA的结合。DNA甲基化一般与基因沉默相关联；非甲基化一般与基因的活化相关联；而去甲基化往往与一个沉默基因的重新激活相关联。2024年10月23日星期三992024年10月23日星期三1010一、DNA甲基化2024年10月23日星期三10105’5’3’3’CpG岛主要处于基因5’端调控区域。启动子区域的CpG岛一般是非甲基化状态的，其非甲基化状态对相关基因的转录是必须的。目前认为基因调控元件（如启动子）的CpG岛中发生5mC修饰会在空间上阻碍转录因子复合物与DNA的结合。因而DNA甲基化一般与基因沉默相关联。RbRb基基因因CpGCpG频频率率2024年10月23日星期三1111一、DNA甲基化2024年10月23日星期三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)。DNMT1SAMSAM胞嘧啶5-甲基胞嘧啶胞嘧啶甲基化反应1111S-腺苷甲硫氨酸2024年10月23日星期三1414二、组蛋白修饰2024年10月23日星期三14142024年10月23日星期三1515二、组蛋白修饰2024年10月23日星期三15152024年10月23日星期三16162024年10月23日星期三1616二、组蛋白修饰BryanM.Turner,naturecellbiology,2007组蛋白中被修饰氨基酸的种类、位置和修饰类型被...
