表观遗传学幻灯片.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第一个印迹调控区 * * * * * * * * * * * 组成核小体的组蛋白可以被多种化合物所修饰，如磷酸化、乙酰化和甲基化等，组蛋白的这类结构修饰可使染色质的构型发生改变，称为染色质构型重塑。 组蛋白中不同氨基酸残基的乙酰化一般与活化的染色质构型常染色质(euchromatin)和有表达活性的基因相关联；而组蛋白的甲基化则与浓缩的异染色质(hetero-chromatin)和表达受抑的基因相关联。 组蛋白甲基化可以与基因抑制有关，也可以与基因的激活相关，这往往取决于被修饰的赖氨酸处于什么位置。 上述的H3 Lys9甲基化最终导致了基因的沉默；然而，位于H3 Lys4的甲基化则与基因的活化相关联。 组蛋白修饰主要是氨基端的甲基化修饰和(或)乙酰化修饰，特定组蛋白的氨基酸残基被甲基化和(或)乙酰化可以最终激活基因的表达，反之则抑制基因的表达。 特定组蛋白羧基端的泛素化同样影响蛋白质的降解过程，从而也可调节基因的表达。 目前研究还发现组蛋白修饰与CpG岛的甲基化密切相关。 Histone Code 染色质蛋白并非只是一种包装蛋白，而是在DNA和细胞其他组分之间构筑了一个动态的功能平台。 非编码RNA调节 无论是DNA修饰还是组蛋白修饰，都是基因活性调节的中间参与者，而真正诱导基因活性改变的最大可能者是功能性非编码RNA。 非编码RNA在调节基因表达、基因转录、调整染色质结构、表观遗传记忆、RNA选择性剪接以及蛋白质翻译中都发挥重要作用。 不仅如此，RNA在保护机体免受外来核酸的侵扰中也扮演着重要的角色，被认为是最古老的免疫体系。 X染色体失活就是长链非编码RNA所介导的一个重要表观遗传学现象，可以说是表观遗传学中由RNA引导的DNA甲基化和组蛋白修饰共同参与的一个复杂的过程。 哺乳动物的雌性个体中仅有随机的一条X染色体有活性，而失活的X染色体是由自身的一个失活中心调控的。 Xic长约1Mb，包括4个已知基因：Xist、Xce、Tsix和DXPas34 Xist：X染色体失活特异性转录因子，是X染色体上启动转录最早的基因。 Xce：在基因组中的组成与X-染色体随机失活中的选择有关，当Xce处于纯合状态时，体细胞中的X-失活是完全随机的，而杂合态时，失活不是完全随机的。 Tsix：位于Xist下游的瞬时调控元件， 与CTCF可能协同起着Xist的外源开关功能。 DXPas34：富含CpG，包括一个15Kb的微卫星重复序列，对X-失活有一定调控作用。 X染色体失活过程 Xic失活基因编码出对应的RNA，这些RNA包裹在合成它的X染色体上，当达到某一水平后，在DNA甲基化和组蛋白修饰的参与下共同导致并维持X染色体的失活。 非编码RNA可依据大小分为长链非编码RNA和短链非编码RNA，前者在基因簇以至整个染色体水平发挥顺式调节作用，甚至可以介导单条染色体的失活，后者主要是在转录后水平对基因的表达进行调控。 Linking genome to proteome Classification of RNA Types function ribosomal RNA (rRNA) messenger RNA (mRNA) transfer RNA (tRNA) heterogeneous nuclear RNA (hnRNA) small nuclear RNA(snRNA) small nucleolar RNA (snoRNA) small cytoplasmic RNA ribozyme microRNA (miRNA) small interfering RNA (siRNA) non-coding RNA (ncRNA) component of ribosome template of protein synthesis transfer amino acid premature mRNA participate the splicing and transfer of hnRNA, includes spliceosomal RNA process and modify rRNA recognize the protein sorting signal catalytic RNA usually endogenous, induce degradation of targeted mRNA usually exogenous, induce degradation of targeted mRNA all RNA oth