表观遗传学研究生课件.pptxVIP

表观遗传学研究生课件

目录表观遗传学概述表观遗传现象及其机制表观遗传在生物发育中的作用表观遗传与人类疾病的关系

目录表观遗传学研究方法与技术表观遗传学前沿领域及挑战

01表观遗传学概述

研究基因表达或细胞表现型的变化，这些变化可以通过细胞分裂和增殖在生物体内遗传，但不涉及DNA序列的改变。从经典的遗传学理论到表观遗传学概念的提出，经历了对基因表达调控机制的逐步深入认识。表观遗传学的定义与发展发展历程表观遗传学定义

表观遗传学与遗传学的关系与经典遗传学的联系表观遗传学是遗传学的一个分支，研究基因表达的变化及其遗传规律。与经典遗传学的区别表观遗传学关注的是基因表达的变化，而不是DNA序列的改变；同时，表观遗传现象具有可逆性和可遗传性。

揭示生物体内基因表达调控的复杂机制，有助于深入理解生物多样性和复杂性。研究意义在医学、农业、生物技术等领域具有广泛的应用前景，如疾病诊断与治疗、作物育种与改良、生物制药等。应用前景研究意义和应用前景

02表观遗传现象及其机制

在DNA分子中，通过添加甲基基团（-CH3）到胞嘧啶碱基上，形成5-甲基胞嘧啶的过程。DNA甲基化的定义DNA甲基化的作用DNA去甲基化的定义DNA去甲基化的作用参与基因表达的调控，维护染色体的稳定性，以及参与X染色体失活等。移除DNA分子中甲基基团的过程。激活被甲基化沉默的基因，参与胚胎发育和细胞分化等过程。DNA甲基化与去甲基化

ABDC组蛋白修饰的定义通过对组蛋白进行化学修饰，如乙酰化、甲基化、磷酸化等，改变染色质的结构和功能。组蛋白修饰的作用参与基因表达的调控，影响染色质的凝集状态，以及参与DNA损伤修复等。染色质重塑的定义通过改变染色质的结构和组成，使其从凝集状态变为松散状态或从松散状态变为凝集状态的过程。染色质重塑的作用参与基因表达的调控，影响细胞的分化和发育，以及参与DNA复制和修复等过程。组蛋白修饰与染色质重塑

不编码蛋白质的RNA分子，包括microRNA、longnon-codingRNA（lncRNA）等。非编码RNA的定义参与基因表达的调控，影响mRNA的稳定性和翻译效率，以及参与染色质修饰和重塑等过程。非编码RNA的作用通过与靶mRNA的3UTR区域结合，抑制其翻译或促进其降解，从而调控基因表达。microRNA的调控机制通过与DNA、RNA或蛋白质相互作用，参与染色质修饰、转录调控和转录后调控等过程。lncRNA的调控机制非编码RNA的调控作用

03表观遗传在生物发育中的作用

基因组印记01在哺乳动物中，某些基因的表达取决于亲本的来源，这种现象称为基因组印记。印记基因在胚胎发育中起重要作用，如生长、代谢和行为的调控。X染色体失活02雌性哺乳动物有两条X染色体，而雄性只有一条。为了平衡X连锁基因的表达，雌性的一条X染色体在胚胎发育早期被随机失活。这个过程涉及表观遗传修饰，如DNA甲基化和组蛋白修饰。胚胎干细胞的多能性与表观遗传调控03胚胎干细胞具有分化为各种细胞类型的能力。这种多能性的维持涉及复杂的表观遗传调控网络，包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等。胚胎发育中的表观遗传调控

细胞分化的表观遗传基础细胞分化是多细胞生物发育过程中的关键事件，涉及基因表达的时空特异性变化。表观遗传修饰在细胞分化过程中发挥重要作用，通过调控基因表达模式来建立和维护细胞类型特异性。表观遗传记忆与细胞命运决定细胞在分化过程中会获得一种“记忆”，使其能够维持特定的表型。这种记忆在很大程度上依赖于表观遗传修饰，如DNA甲基化和组蛋白修饰，它们可以稳定地传递细胞命运决定信息。重编程与表观遗传修饰的擦除在某些情况下，分化的细胞可以被重编程为具有多能性的状态。这个过程涉及表观遗传修饰的擦除和重建，使得细胞能够重新获得多能性并分化为新的细胞类型。细胞分化与表观遗传记忆

表观遗传修饰的跨代传递越来越多的证据表明，某些表观遗传修饰可以在生物体的代际之间传递。这种现象被称为跨代遗传或表观遗传继承。这些修饰可能通过影响基因表达模式来影响后代的表型和适应性。环境因素与表观遗传跨代传递环境因素如饮食、压力、化学物质暴露等可以影响生物体的表观遗传状态，并可能将这种影响传递给后代。这种跨代传递机制有助于解释生物体如何适应不断变化的环境条件。表观遗传学与进化生物学表观遗传学为进化生物学提供了新的视角和工具。通过研究跨代遗传和表观遗传继承的机制，我们可以更深入地理解生物多样性的起源和维持以及物种适应环境变化的能力。跨代遗传与表观遗传继承

04表观遗传与人类疾病的关系

DNA甲基化异常在肿瘤细胞中，DNA甲基化水平常常发生改变，导致基因表达异常和细胞生长失控。组蛋白修饰异常组蛋白修饰在肿瘤发生发展中也起到重要作用，如组蛋白乙酰化和甲基化的异常会导致基因转录和表达的改变。非编码RNA的调控非编码