第第1010章基因组表观遗传章基因组表观遗传多细胞生物通常由许多形态和功能不同的组织和细胞组成,虽然具有相同的基因型,但不同细胞的基因表达模式却各不相同.多细胞生物个体不同组织细胞如何维持不同表达模式呢?已分化的同一类型细胞其表达模式是一致的，保留着相同的遗传“记忆”，这种遗传“记忆”是通过“表观遗传”(epigenetic）的方式实现的，表观遗传也是基因组程序化的主要表现形式。10.1什么是表观遗传表观遗传学(epigenetics)：研究在不改变DNA顺序的情况下基因表达出现可遗传变化的学科.这种表达模式的改变可通过有丝分裂和减数分裂传递给子代.表观遗传学是功能基因组学研究的重要领域,是基因表达调控的重要方式之一.10.2表观遗传的定义10.1.210.1.2表观遗传现象表观遗传现象广义的表观遗传(epigenetic)包括以下内容:1)DNA的甲基化2)位置效应3)核小体和组蛋白的修饰(乙酰基化和甲基化)4)RNAi(siRNA和miRNA)5)染色质的动态异染色质化(如X-染色体的失活)6)基因组印记(genomicimprinting)7)等位基因的副突变及同源抑制，颠换效应8)朊蛋白(Prion)10.1.310.1.3表观遗传机制表观遗传机制虽然表观遗传现象不涉及基因或DNA序列的改变,但表观遗传仍然具有物质基础,它们同DNA的序列组成、基因的空间位置、染色体的构型变化和DNA的碱基修饰有关。染色质重建：染色质状态的改变SNF/SWIHistoneModificationAcetylationUbiquitinationSumoylationMethylationPhosphorylationDNAMethylationCpGdinucleotidesMeCP2HistoneSubstitutionH2AZH2AxH3.3TranscriptionFactorModificationAcetylationPhosphorylation染色质修饰DNADNA去甲去甲基化基化与肌与肌肉细肉细胞分胞分化化基基因因的的三三维维调调控控10.210.2位置效应与表观遗传位置效应与表观遗传位置效应:由于基因变换了在染色体上的位置而引起表现型改变的现象。位置效应表明基因的功能以及基因对生物表现型的影响可以在不改变遗传物质本身的情况下仅仅由于遗传物质在染色体上的位置差别而发生变化。位置效应实际上反映了基因组不同区域的特定的染色质结构。两种位置效应两种位置效应美国学者E.B.刘易斯把位置效应分为两大类型：稳定型和花斑型。稳定型位置效应简称S型位置效应，表型改变是稳定的。花斑型位置效应简称V型效应，其表型改变是不稳定的，从而导致显性和隐性性状嵌合的花斑现象。花斑型位置效应花斑型位置效应当某一基因由于染色体重排从原来的常染色质区移到异染色质区附近,因异染色质的扩散效应,造成基因表达的改变.这种抑制效应的差别使基因表达受抑程度不同,由此产生嵌合.10.2.110.2.1座位控制区座位控制区在基因本身的调控序列之外还有其他的位于5’上游区域的DNA序列对下游一组基因的表达进行调控,这些调控序列称之为座位控制区(locuscontrolregion,LCR).LCR与其下游的一个或一组基因共同组成独立的功能域.LCR的DNaseⅠ超敏位点随发育状态而改变,因此LCR区的染色质结构模式是动态的.β-β-球蛋白质基因座位控制区球蛋白质基因座位控制区ββ--球蛋球蛋白质白质基因基因座位座位控制控制区区10.2.210.2.2绝缘子绝缘子1）1985年，Udvardy等在果蝇染色体87A7条带热激蛋白基因座的两侧发现了两段取名为scs和scs’(specializedchronatinstructures,特化染色质区)的顺序。scs和scs'长分别为350bp和200bp，对DNAaseI有高度抗性。这两个序列的两侧均有DNaseI超敏位点，各为100bp。2）将scs置于控制眼睛颜色的基因两侧然后导入果蝇，转化的果蝇品系不管转基因位于何处，均可产生类似的表型，说明scs可使转基因免受内源染色质的“位置影响”。这种可以阻止邻近位置激活或失活效应的顺序现在称之为绝缘子（insulator）。果蝇果蝇绝缘子绝缘子（（insulatorinsulator））果蝇多线染色体横纹区果蝇多线染色体横纹区SCSSCS专一性结合蛋白质专一性结合蛋白质InterbandScs,BEAF-32绝缘子可阻止相邻基因之间绝缘子可阻止相邻基因之间增强子的彼此干扰增强子的彼此干扰1)真核生物增强子具有双向作用,超长距离功能,从而带来位置相邻基因之间的彼此干扰问题.2)有些基因位与异染色质邻近,会受到抑制效应的干扰.绝缘子可以...
