表观遗传学_---_Epigenetics教材
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表观遗传学(研究生课件)一、表观遗传学的基本概念表观遗传学(Epigenetics)一词最早由英国生物学家康韦·里德(ConradWaddington)于1942年提出,意为“基因表达调控的研究”。
表观遗传学关注的是基因表达的可遗传变化,这种变化不涉及DNA序列的改变,而是通过染色质重塑、DNA甲基化、组蛋白修饰等机制实现。
二、表观遗传学的调控机制1.染色质重塑:染色质重塑是指染色质结构发生变化,使DNA 暴露或隐藏于核小体中,从而影响基因表达。
染色质重塑主要通过ATP依赖的染色质重塑复合体实现。
2.DNA甲基化:DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶的作用下,将甲基基团转移至DNA上的过程。
DNA甲基化通常发生在CpG岛上,高甲基化状态往往与基因沉默相关,而低甲基化状态与基因活化相关。
3.组蛋白修饰:组蛋白修饰是指组蛋白上的氨基酸残基发生甲基化、乙酰化、磷酸化等修饰。
这些修饰可以改变组蛋白与DNA的相互作用,进而影响基因表达。
4.非编码RNA:非编码RNA包括微小RNA(miRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)等,它们在基因表达调控中发挥重要作用。
例如,miRNA可以通过与目标mRNA结合,抑制其翻译过程。
三、表观遗传学与疾病表观遗传学异常与多种疾病的发生密切相关。
例如,肿瘤的发生往往伴随着表观遗传学调控机制的紊乱,如DNA甲基化异常、组蛋白修饰异常等。
表观遗传学还与心血管疾病、神经系统疾病、代谢性疾病等密切相关。
四、表观遗传学的应用1.肿瘤诊断与治疗:表观遗传学在肿瘤诊断和治疗方面具有重要应用价值。
例如,通过检测肿瘤相关基因的DNA甲基化状态,可以早期发现肿瘤;同时,针对表观遗传学调控机制的药物研发,为肿瘤治疗提供了新策略。
2.农业育种:表观遗传学在农业育种领域也具有广泛应用。
通过改变植物表观遗传状态,可以提高作物产量、抗病性和适应环境能力。
3.神经科学与心理学:表观遗传学研究为揭示神经系统疾病和心理学问题的发生机制提供了新视角。
Epigenetics-表观遗传学展开全文之前看到一篇关于epigenetics的小短文,觉得有趣,顺藤摸瓜就找到了这本小蓝书。
副标题挺好的,概括了书中的关键词:How Modern Biology is Rewriting Our Understanding of Genetics, Disease and Inheritance.如果像我一样,对生物学和医学纯属小白,这本书里有很多简单明了的例子和类比,能够帮助读者搞明白一些基本的生物学知识,再次印证,好的科学家也可以是好的文学写手。
What's more, Carey's style is highlyapproachable and readable.当然书里也有让人晕头转向的地方,特别是碰到各种术语多的时候(背景知识薄弱),但总体上不影响阅读。
我们对于遗传并不陌生(起码知道这两个汉字),但对表观遗传学就有点生疏了。
英文解释是这样的:Whenever two genetically identicalindividuals are non-identical in some waywe can measure, this is calledepigenetics...The 'epi' in epigenetics isderived from Greek and means at, on, to,upon, over or besides.简单来讲,就是明明两者基因一样,但是外显出来的特征却不一样。
epi在这里就体现出来了:epigenome不会改变你的DNA,但是会影响你体内有多少基因或者以什么样的方式“表达”出来。
有趣的是,它不会永恒不变,会随着外界的影响而变化,跟环境进行“对话”,也会通过遗传的方式传递;所以有些人喝水都胖,而有些人怎么吃都不胖,很可能是你受到了上几代人饮食习惯的影响。
书中讲了很多有趣的例子,就像下面的两代老鼠,老鼠爸爸因为偷吃果子经常被电击,次数多了,看见果子就害怕;结果跑到下一代小老鼠身上,就算不电击它,它看见果子也会惊恐地直哆嗦。