25-第10章 基因组表观遗传-组蛋白甲基化.pdf

第10章基因组表观遗传 0 组蛋白甲基化 真核生物染色体的结构单 位为核小体，DNA缠绕 真 在核小体上，组成染色 质纤丝。经过4次压缩 核 ，基因组DNA的长度压 缩了8 400倍，构成染 生 色体。 细胞间期染色质螺旋结构 松散，呈网状或斑块状 物 。浓集状态的染色质称 异染色质；分散状态的 染 染色质称常染色质。 由于DNA缠绕在核小体上 色 ，转录调控因子难以接 触DNA。因此在基因表 体 达时，缠绕在核小体上 的DNA必须伸展便于转 录因子识别与结合。 染色质重建 - 涉及核小体重排 1)染色质重建或重塑(chromatin remodeling)系指 染色体构象的改变. 染色质重建可以是可逆的, 也可以是不可逆的。 2)染色质重建的目的是使染色质的物理状态处于 松弛或收缩, 其结果使转录活化因子接触或不接 触基因的DNA调控顺序。 3)染色质重建涉及DNA 的甲基化, 组蛋白的甲基化 和乙酰基化等。 染色质 构象 与 基因 表达 基因表达时转录因子必须与基因调控元件结合，以便在启 动子区组装转录起始复合物。这就要求染色质结构松 弛，缠绕在核小体上的启动子DNA处在伸展状态。当 基因表达结束时，转录装置则必须离开调控区，DNA 回复到与核小体紧密结合的状态。 组蛋白 甲基化 和去甲 基化 调控基 因表达 染色质构象的改变受控于两组作用相反的复合物：TrxG和PcG 。TrxG 的功能是促使染色质松弛，PcG的功能是促使染色质收缩。TrxG和 PcG 复合物中含有组蛋白甲基化酶和去甲基化酶，可以在修饰的组 蛋白位置选择合适的赖氨酸进行甲基化。例如选择的如果是 H3K4me3 （组蛋白3赖氨酸4 ），添加3个甲基，表明染色质应该松 弛，基因开启。如果选择H3K27me3，也是添加3个甲基，表明染色 质应该收缩，基因关闭。 Genes Development 22:1115–1140，2012 核小体重排与组蛋白的