武汉大学 遗传学 第15章 真核生物基因的表达调控.pdf

第15章 真核生物基因的表达调控 1、表观遗传学（epigenetics） • 表观遗传学是研究不涉及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的 一门新兴学科。 或： 是针对不涉及到DNA序列变化而表现为DNA 甲基化谱、 染色质结构状态和基因表达谱在细胞代间传递的遗传现象的 一门学科。 或： 研究生物体或细胞表观遗传变异的遗传学分支学科。 • Epigenetics is typically defined as the study of heritable changes in gene expression that are not due to changes in DNA sequence. • Riggs and colleagues defined epigenetics as “the study of mitotically and/or meiotically heritable changes in gene function that cannot be explained by changes in DNA sequence” （1）表观遗传变异（epigenetic variation） 表观遗传 Epigenetic inheritance describes the ability of different states, which may have different phenotypic consequences, to be inherited without any change in the sequence of DNA. 表观遗传变异是指在基因的DNA序列不发生改变的情 况下，在基因表达时发生的可遗传变化，造成基因产物 的改变，最终导致表型的改变。 （2）表观遗传现象/修饰 包括：DNA 甲基化 （DNA methylation） 组蛋白修饰 （histon modification） 染色质重塑 （chromatin remodeling） 基因组印记 （genomic imprinting） x染色体失活（x chromsome inactivation ） RNA相关沉默（RNA interference等） 副 突 变 （paramutation） 位置效应斑 （position effect variegation） 组蛋白密码 （ histon code） RNA 编辑 （RNA editing） 等 等 表观遗传修饰： • 研究发现，可以在不影响DNA序列的情况下 改变基因组的修饰，这种改变不仅可以影 响个体的发育，而且还可以遗传下去。因 此，这类变异被称为“表观遗传修饰”， 并被认为是导致遗传物质一致的孪生子出 现个体差异的主要原因。 重点介绍： 甲基化（methylation) 染色质重塑（chromatin remodeling） 基因组印记（genomic imprinting） 组蛋白修饰（histon modification） 与组蛋白密码 （ histon code） RNA编辑（RNA editing） （1）.甲基化:是指在DNA甲基化转移酶的作用下，将一个甲 基添加在DNA分子的碱基上： m C C 5-甲基胞嘧啶是高诱导基因突变的自发突变位点，可以通 过自发脱氨，使CGTA，结果导致人类DNA的甲基化受体位点的 强烈抑制，因而造成基因沉默。 人类基因组70％的5-甲基胞嘧啶在CpG岛，但由于其发布散 在，所以CpG岛呈非甲基化。 CpG岛甲基化可直接导致相关基因的表观遗传学沉默。异常 CpG重新甲基化，被认为是人类癌症发生早期的一个特征。 DNA甲基化直接制约基因的活化状态 DNA 甲基化的生物学意义在于：