表观遗传学简述
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分子生物学:表观遗传学表观遗传学( epigenetics):指非基因序列变化导致的基因表达的可遗传的改变。
细胞中生物信息的表达受两种因素的调控:遗传调控提供了“生产’维持生命活动所必需的蛋白质的“蓝本”,而表观遗传调控则指导细胞怎样、何时和何地表达这些遗传信息。
表观遗传学研究的主要内容:DNA的甲基化,染色质的物理重塑和化学修饰,非编码RNA基因调节。
依赖ATP的染色质的重塑由ATP水解释放的能量可以使DNA和组蛋白的构象发生改变;包括DNA的甲基化和组蛋白N端尾巴上特殊位点的化学基团修饰,同样可以直按或间接地影响染色质的结构和功能。
二者之间相互渗透,相互作用,共同影响着染色质的结构和基因的表达。
此外,近些年发现转录组(transcriptome)中组有多种非编码RNA广泛参与基因表达调控,非编码RNA的基因调节也可属于表观遗传学的研究的范畴。
DNA甲基化的概况DNA的甲基化既可以发生在腺嘌呤的第6位氮原子上,也可以发生在胞嘧啶的第5位碳原子上。
*在真核生物中,DNA甲基化只发生在胞嘧啶第5位碳原子上。
真核DNA甲基化由DNA甲基转移酶(Dnmt, DNA methyltransferase)催化,S-腺苷甲硫氨酸(SAM, S-adenosyl methionine)作为甲基供体,将甲基转移到胞嘧啶上,生成5一甲基胞嘧啶(5-mC)。
在哺乳动物中,DNA甲基化主要发生在CpG双核苷酸序列,全部CG二核苷酸中约70%~80%的C是甲基化(mCpG), 所以CpG称为甲基化位点。
CG抑制:DNA中CG的排列出现的概率小于期望值1/16(A42+4=16),如人的基因组中CG排列小于1%,而非随机期望的约6%(1/16).基因组中的CpG位点并非均一分布。
在某些区域中(大约有300~3 000 bp),CpG位点出现的密度高(50%或更高),这些区域即所谓的CpG岛。
大部分CpG岛(>200bp, C+G含量=/>50%. CpG观测值/期望值=/>0.6) 位于基因的5’端,包括基因的启动子区域和第一外显子区,而且60%的人类(哺乳动物40%)基因组的启动子区都含有CpG岛(几乎所有管家基因都存在CpG岛),它们在基因表达调控中可能发挥着重要的作用。
表观遗传学名词解释表观遗传学(Epigenetics)是一门研究遗传物质结构以及遗传生物学特征之间关系的科学学科。
它关注的不仅是基因是如何奠定初始状态的,而且还探讨基因的状态是如何在发育过程中改变的、以及行为和环境影响调控的过程。
术语“表观遗传学”由Richard C. Lewontin和John Cairns于1966年提出。
在当时,主要是关注基因表达的调节,而不是DNA序列或是基因组结构。
表观遗传学研究的最初目标是解释“基因为王”定律所遗留下的遗问,就是明确基因外因素是如何对基因进行调节,从而使同一基因可以产生不同的表达结果。
表观遗传学研究非常复杂,因为它涉及许多不同的生物学过程。
它涉及的科学研究包括:基因表达的调控,遗传多样性构建、信息传递、细胞分化、细胞变异、基因组结构的演变,表达的调控以及环境、行为等因素对基因的影响。
表观遗传学的研究可以通过研究某种特定的基因表达调节因子,例如转录因子、表观改变、microRNA和蛋白质泛素化等,来揭示基因表达的调节机制,从而解释遗传现象。
表观遗传学还可以通过分析特定基因表达调节因子如何在时间和空间上发挥作用,从而了解基因表达的调节机制。
表观遗传学在临床研究中也有重要意义。
由于表观遗传学的研究揭示了许多疾病的遗传发生过程,因此它可以提供有益的信息,有助于诊断和治疗疾病。
例如,研究表明某些表观遗传因子可以调节基因表达,对许多癌症和疾病的发生有重要作用。
此外,表观遗传学研究还可能有助于揭示糖尿病、心血管疾病和神经退行性疾病的遗传发生机制。
总之,表观遗传学是一门复杂而重要的学科,它在许多生物学方面发挥着重要作用,也潜在地将对临床研究和疾病的诊断和治疗产生重要作用。
表观遗传学摘要:表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下,基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。
表观遗传的现象很多,已知的有DNA甲基化(DNA methylation),基因组印记(genomic impriting),母体效应(maternal effects),基因沉默(gene silencing),核仁显性,休眠转座子激活和RNA编辑(RNA editing)等。
表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下,基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。
表观遗传的现象很多,已知的有DNA甲基化(DNA methylation),基因组印记(genomic impriting),母体效应(maternal effects),基因沉默(gene silencing),核仁显性,休眠转座子激活和RNA编辑(RNA editing)等。
目录[隐藏]• 1 简介• 2 染色质重塑• 3 基因组印记• 4 染色体失活• 5 非编码RNA表观遗传学简介表观遗传学表观遗传学是与遗传学(genetic) 相对应的概念。
遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平变化,如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等;而表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化,如DNA甲基化和染色质构象变化等;表观基因组学(epigenomics)则是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。
所谓DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下,在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5'碳位共价键结合一个甲基基团。
正常情况下,人类基因组“垃圾”序列的CpG二核苷酸相对稀少,并且总是处于甲基化状态,与之相反,人类基因组中大小为100—1000 bp左右且富含CpG二核苷酸的CpG岛则总是处于未甲基化状态,并且与56%的人类基因组编码基因相关。
人类基因组序列草图分析结果表明,人类基因组CpG岛约为28890个,大部分染色体每1 Mb就有5—15个CpG 岛,平均值为每Mb含10.5个CpG岛,CpG岛的数目与基因密度有良好的对应关系[9]。
什么是表观遗传学什么是表观遗传学,简述其研究进展表观遗传学(epige***ics)——主要研究任务是通过对生活习惯、饮食习惯等因素的研究,寻找在没有改变dna序列的前体下,环境如何影响我们的基因的答案。
比如说,空气中的污染物如何改变一个人的dna的表达,从而导致像肺气肿或肺癌之类的疾病。
在基因组中除了dna和rna序列以外,还有许多调控基因的资讯,它们虽然本身不改变基因的序列,但是可以通过基因修饰,蛋白质与蛋白质、dna和其它分子的相互作用,而影响和调节遗传的基因的功能和特性,并且通过细胞**和增殖周期影响遗传。
因此表观遗传学又称为实验遗传学、化学遗传学、特异性遗传学、后遗传学、表遗传学和基因外调节系统,它是生命科学中一个普遍而又十分重要的新的研究领域。
它不仅对基因表达、调控、遗传有重要作用,而且在肿瘤、免疫等许多疾病的发生和防治中亦具有十分重要的意义。
表观遗传学(epige***ics)研究转录前基因在染色质水平的结构修饰对基因功能的影响,这种修饰可通过细胞**和增值周期进行传递。
表观遗传学已成为生命科学中普遍关注的前沿,在功能基因组时代尤其如此。
免疫系统被认为是一个解析表观遗传学调控机制的良好模型,而且免疫细胞伯分化及功能表达和表观遗传学的联络甚密,无疑使这一交叉领域的发展一开始就置身于一片沃土之中。
为此,本文对表观遗传学的免疫学意义作一简介,侧面重于t细胞分化特别是th1、th2及相关细胞因子基因表达中的表观遗传学调控。
研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下,基因表达了可遗传的变化什么是表观遗传学,简述其研究进展表观遗传学,研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下,基因表达的可遗传的变化的一门遗传学分支学科。
发展一直以来人们都认为基因组dna决定着生物体的全部表型,但逐渐发现有些现象无法用经典遗传学理论解释,比如基因完全相同的同卵双生双胞胎在同样的环境中长大后,他们在性格、健康等方面会有较大的差异。
名词解释表观遗传学
表观遗传学是指在不改变DNA序列的情况下,通过化学修饰(如甲基化、乙酰化等)或染色体结构改变(如DNA 甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑等)来影响基因的表达和功能。
这些修饰可以影响DNA双螺旋的结构,从而影响到DNA与转录因子等蛋白质的相互作用,进而影响基因的转录和表达。
表观遗传学的修饰可以在细胞分裂过程中传递给子细胞,因此可以对细胞的基因表达和功能产生长期的影响。
表观遗传学在许多生物学过程中都起着重要的作用,如细胞分化、胚胎发育、肿瘤发生等。
通过研究表观遗传学,我们可以更好地理解这些生物学过程,并为疾病的治疗和预防提供新的思路和方法。