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表观遗传表观遗传是研究基因在不改变DNA序列的前提下，通过某些机制引起可遗传的基因表达或细胞表现型的变化。
现象很多：DNA甲基化、基因组印记、母体效应、基因沉默、核仁显性、休眠转座子激活和RNA编辑等。
1．DNA甲基化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。
由于DNA甲基化与人类发育和肿瘤疾病的密切关系，特别是CpG岛甲基化所致抑癌基因转录失活问题，DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容。
通过增加位于CpG岛上的DNA的甲基，使胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶。
5-甲基胞嘧啶同正常的胞嘧啶一样与鸟嘌呤配对，然而，基因组某些区域的甲基化较多，甲基化较高的区域通过不完全清楚的机制使得转录的活力减小。
甲基化的胞核嘧啶也可以从父母一方的生殖细胞保留在受精卵中，标记染色体遗传自双亲（遗传印记）。
细胞分化过程中DNA甲基化将导致组蛋白性状的变化。
某些酶（如DNMT1 ）对甲基化胞嘧啶有较高的亲和力。
如果这种酶达到DNA的“半甲基化”部分（两条DNA链中只有一个甲基胞嘧啶），这种酶将催化另一部分。
2．组蛋白修饰组蛋白修饰包括乙酰化，甲基化，泛素化，磷酸化和修饰作用。
组蛋白甲基化也证实了由相关因素导致的对接模块作为一种修饰方式的推断。
组蛋白H3赖氨酸9的甲基化与组成型转录沉默染色质（组成型异染色质）有关。
乙酰化是这些修饰中研究得最多的。
组蛋白乙酰化与基因活化以及DNA复制相关，组蛋白的去乙酰化和基因的失活相关。
乙酰化转移酶（HATs）主要是在组蛋白H3、H4的N端尾上的赖氨酸加上乙酰基，去乙酰化酶（HDACs）则相反，不同位置的修饰均需要特定的酶来完成。
第46卷第3期2023年5月河北农业大学学报JOURNAL OF HEBEI AGRICULTURAL UNIVERSITYVol.46 No.3May.2023牛DSCAM基因的基因组印记和DNA甲基化状态分析靳兰杰1，霍浩楠1，张银蛟1，李冬杰2，陈玮娜3，张 萃1，李世杰1（1. 河北农业大学 生命科学学院, 河北 保定 071000；2.河北科技大学 食品与生物学院, 河北石家庄 050018；3.河北大学 中医学院，河北 保定 071000）摘要：为鉴定牛DSCAM基因的印记状态以及DNA甲基化修饰在调控印记表达中的作用，本研究以牛胎盘和成年牛组织（心、肝、脾、肺、肾、肌肉、脂肪和大脑）为试验材料，利用基于单核苷酸多态（SNP）的RT-PCR直接测序法分析DSCAM基因的印记状态，采用亚硫酸氢盐测序法分析基因启动子区的甲基化状态。
结果发现，在DSCAM基因的第32个外显子上存在1个A/G杂合的SNP位点（rs136908595），利用该SNP位点区分亲本等位基因发现，在被检测的成年牛组织中，DSCAM基因为双等位基因表达；而在胎盘中DSCAM基因为母源等位基因表达。
对牛DSCAM基因启动子区及第一个外显子处402 bp的CpG岛甲基化进行分析，发现在单等位基因表达的胎盘中，2条亲本链间存在差异甲基化区，而在双等位基因表达的组织中，未发现差异甲基化区。
结果表明，DNA甲基化修饰参与调控牛DSCAM基因的胎盘特异性父源印记，可为深入探讨牛DSCAM基因功能和调控机制提供参考依据。
关 键 词：DSCAM基因；基因组印记；等位基因表达；牛；差异甲基化区中图分类号：S823；S813.3 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：文献标志码：AAnalysis of DNA methylation on DSCAM gene in different bovine tissues JIN Lanjie1, HUO Haonan1, ZHANG Yinjiao1, LI Dongjie2, Chen Weina3, ZHANG Cui1, LI Shijie1（1.College of Life Science, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China; 2.College of Food Science andBiology, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, China; 3.College of Medical Science,Hebei University, Baoding 071001, China ）Abstract: The DNA methylation status of DSCAM gene in cattle were analyzed to determine the role of DNAmethylation on gene expression. The allelic expression of DSCAM gene was analyzed in bovine placenta and somatictissues including heart, liver, spleen, lung, kindy, muscle, fat and brain by a SNP-based RT-PCR products directsequencing method. The DNA methylation status of CpG island in promoter region of DSCAM gene was analyzedby bisulfite sequencing. An A/G SNP (rs136908595) was found on the exon 32 of bovine DSCAM gene and usedto distinguish the parental alleles. The results showed that DSCAM gene was biallelically expressed in all detectedbovine somatic tissues, including heart, liver, spleen, lung, kidney, muscle, fat and brain. In bovine placenta, DSCAM收稿日期：2023-01-06基金项目： 国家自然科学基金(31372312)；河北省自然科学基金(C2020204004，C2022201058)；河北省人社厅引进留学人员资助项目(C20200332).第一作者：靳兰杰（1997—），女，河北保定人，硕士研究生，主要从事动物基因组学与表观遗传学研究.E-mail:**********************通信作者：李世杰（1971—），女，河北保定人，教授，主要从事动物分子遗传与表观遗传学研究. E-mail:*********************本刊网址：文章编号：1000-1573(2023)03-0091-06DOI：10.13320/ki.jauh.2023.004792第46卷河北农业大学学报gene was maternally expressed based on the SNP (rs136908595). The DNA methylation was analyzed on the CpG island (402 bp) in the promoter region and the first exon of DSCAM gene. A differentially methylated region (DMR) was detected in placenta. However, DMR was not found in spleen, kidney and brain tissues. The results indicated that DNA methylation played a role in the placenta-specific paternal imprinting of bovine DSCAM gene, which provides a reference for further study of the function and regulation mechanism of bovine DSCAM gene ,which provides a reference for further study of the function and regulation mechanism of bovine DSCAM gene and regulation mechanism of bovine DSCAM gene.Keywords: DSCAM gene; genomic imprinting; allelic expression; cattle; DMR1 材料与方法1.1 供试样品的采集印记状态分析包括成年荷斯坦奶牛的组织和胎盘。
基因组的印记机制与胚胎发育的关系基因组印记(Genomic Imprinting) 使一个基因的两个亲本拷贝只有一个被表达, 是一种不遵循孟德尔遗传规律的亲本等位基因差异表达现象, 即DNA 甲基化修饰通过启动子附近的差异甲基化区域控制等位基因的不对称表达, 不对称表达的基因称为印记基因。
配子发生和早期胚胎形成过程中,基因组印记经历了擦除和重建, 并在此后的生命过程中维持印记, 其中任何一个环节出现错误都可能导致胚胎发育缺陷, 甚至死亡。
1．基因印记的主要执行者——DNA甲基转移酶基因印记的建立和维持依赖于DNA甲基转移酶(DNAMethylationTransferase, DNMT)的参与, DNMT的缺失或功能异常导致的印记异常会严重阻碍正常的胚胎发育。
哺乳动物的DNMT 家族主要成员有: Dnmt1、Dnmt3a、Dnmt3b 和Dnmt3L等。
Dnmt1、Dnmt3a 和Dnmt3b 能够催化甲基到CpG 二核苷酸的胞嘧啶5 位上; Dnmt3L不具有催化活性, 但可协同Dnmt3a和Dnmt3b发挥功能, 也是印记建立的必需因子。
DNMT家族的各个成员在不同的发育阶段有不同的表达谱, 分别在甲基化的维持和建立过程中发挥重要作用。
Dnmt1 是哺乳动物最主要的甲基转移酶, 表达于复制状态的增殖细胞, 能够优先催化复制后半甲基化的DNA 双链,使低甲基化的子链完全甲基化, 在甲基化的维持中具有重要作用。
因转录过程中第一个内含子的选择性不同, Dnmt1 的转录物有3 种亚型, Dnmt1s、Dnmt1o、Dnmt1p。
Dnmt1o 表达于卵母细胞和植入前的胚胎细胞, 直至胚泡期被其他亚型所取代。
研究发现干预Dnmt1o 的表达对胚胎印记的影响远远大于卵母细胞印记。
母鼠卵母细胞Dnmt1o 的启动子和第一个外显子敲除后, 卵母细胞印记不受影响, 后代于妊娠晚期死亡。
死亡胚胎的基因印记出现错误,H19、Snrpn 呈异常双等位基因表达。
表观遗传学表观遗传（epigenetics）是指DNA序列不发生变化，但基因表达却发生了可遗传的改变。
这种改变是细胞内除了遗传信息以外的其他可遗传物质发生的改变，且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定传递。
概述在表观遗传中，DNA序列不发生变化，但基因表达却发生了可遗传的改变。
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'碳位以共价键结合一个甲基基团。
正常情况下，人类基因组中的“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。
由于DNA甲基化与人类发育和肿瘤疾病的密切关系，特别是CpG岛甲基化所致抑癌基因转录失活问题，DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容。
特点DNA双螺旋结构的发现和重组DNA技术、PCR技术的产生促进了分子遗传学的发展。
几十年来，人们一直认为基因决定着生命过程中所需要的各种蛋白质，决定着生命体的表型。
但随着研究的不断深入，科研人员也发现一些无法解释的现象：马、驴正反交的后代差别较大；同卵双生的两人具有完全相同的基因组，在同样的环境中长大后，他们在性格、健康等方面却会有较大的差异。
这些现象并不符合经典遗传学理论预期的结果，提示在某些情况下，基因的碱基序列不发生改变，但生物体的一些表型却可以发生了变化。
此外，研究还发现有些特征只是由一个亲本的基因来决定，而源自另一亲本的基因却保持“沉默”。
人们对于这样一些现象都无法用经典的遗传学理论去阐明。
遗传学中的一个前沿领域：表观遗传学（Epigenetics），为人们提供了解答这类问题的新思路。
基因印记的遗传机制
基因印记是一种特殊的遗传机制，它是指在某些基因上存在着一种化
学修饰，这种修饰可以影响基因的表达，从而对个体的发育和生长产
生影响。
基因印记主要是通过DNA甲基化来实现的，即在基因的CpG岛区域上加上一个甲基基团，从而使基因失活或者活化。
基因印记的遗传机制是非常复杂的，它涉及到许多不同的分子和细胞
过程。
首先，基因印记是在胚胎发育早期形成的，这是因为在这个时期，胚胎细胞会经历一系列的分化和定向发育，而基因印记的形成是
其中一个重要的步骤。
其次，基因印记是在父母基因之间进行的，这
是因为基因印记是通过DNA甲基化来实现的，而DNA甲基化是在精子和卵子形成的过程中完成的。
因此，基因印记的遗传是单亲遗传的，即只有来自父亲或母亲的基因会被印记化。
基因印记的遗传机制对个体的发育和生长产生了重要的影响。
例如，
如果一个基因被母亲的基因印记化了，那么这个基因就会失活，从而
导致个体的发育异常或者疾病。
同样地，如果一个基因被父亲的基因
印记化了，那么这个基因就会过度活化，从而导致个体的发育异常或
者疾病。
因此，基因印记的遗传机制对个体的健康和生存至关重要。
总之，基因印记是一种特殊的遗传机制，它通过DNA甲基化来实现，
对个体的发育和生长产生了重要的影响。
基因印记的遗传机制是非常复杂的，涉及到许多不同的分子和细胞过程。
了解基因印记的遗传机制对于研究人类疾病和提高人类健康水平具有重要的意义。
dna甲基化作用及与亲本印记的关系DNA甲基化是一种生物学过程，它涉及在DNA分子中添加甲基基团（-CH3）。
这一过程在许多生物体中都普遍存在，包括人类。
DNA 甲基化在基因表达调控、胚胎发育、细胞分化和生物体的稳态维持等方面发挥着重要作用。
与亲本印记（imprinting）的关系则是指某些基因的甲基化状态是由亲本遗传的，而不是由其它环境或遗传因素决定的。
以下是DNA甲基化作用及其与亲本印记的关系的一些关键概念：1.DNA甲基化作用：•DNA甲基化主要发生在DNA分子的胞嘧啶（Cytosine）基上，形成5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine，5mC）。
•这一甲基化作用通常发生在CpG二核苷酸对（CpG位点），其中CpG二核苷酸对是DNA中富含的一种碱基对。
2.基因表达调控：•DNA甲基化可以对基因的表达进行调控。
通常，DNA甲基化会抑制基因的转录过程，使得该基因在细胞中的表达水平降低。
•在一些情况下，甲基化还可能影响某些转录因子的结合，从而影响基因表达。
3.亲本印记（Imprinting）：•亲本印记是指某些基因在传递到后代时保持亲本来源的特定甲基化模式。
这意味着在一个基因座上，来自母亲的基因副本和来自父亲的基因副本具有不同的甲基化状态。
•亲本印记在胚胎发育和细胞分化等过程中起着重要作用。
4.细胞分化和发育：•在胚胎发育过程中，亲本印记在特定的基因座上产生差异化。
这种差异化在胚胎早期的细胞分裂过程中就已经开始。
•亲本印记的建立与维持对于正常的胚胎发育和细胞分化至关重要。
5.与疾病的关联：•异常的DNA甲基化和亲本印记与一些遗传性疾病、肿瘤等疾病的发生有关。
例如，一些疾病可能涉及到特定基因座上的DNA甲基化异常。
总体而言，DNA甲基化在生物体内的调控机制和亲本印记的形成是一个复杂的生物学过程，对于正常的发育和细胞功能维持至关重要。
研究人员正在深入研究这些过程，以更好地理解它们在生物体内的功能和与疾病的关联。
《DNA甲基化调控印记及转录起始位点》篇一一、引言在生物学领域，DNA甲基化是一种重要的表观遗传学机制，它在基因表达调控、基因印记、染色体稳定性维持等方面起着至关重要的作用。
本文主要关注DNA甲基化在印记调控以及转录起始位点中的作用和机制。
二、DNA甲基化的基本概念DNA甲基化是一种在DNA序列上添加甲基基团的过程，通常发生在CpG二核苷酸的胞嘧啶上。
这种修饰过程对基因表达具有重要影响，它可以通过影响染色质结构、DNA-蛋白质相互作用等途径来调控基因的活性。
三、DNA甲基化在印记调控中的作用印记是指由父母双方遗传的等位基因在子代中表现出不同的表达模式，这种现象在哺乳动物中尤为常见。
DNA甲基化在印记调控中起着关键作用，通过在亲本特异性序列上添加甲基基团来控制印记的表达。
具体来说，母本和父本在配子形成过程中可能存在不同的甲基化模式，这种差异可以遗传到子代中，并影响印记基因的表达。
四、DNA甲基化与转录起始位点的关系转录起始位点是基因表达的关键环节，它涉及到RNA聚合酶识别和结合DNA序列，进而启动RNA的合成过程。
DNA甲基化可以通过影响转录因子与DNA的结合能力来调控转录起始位点的选择。
当CpG二核苷酸上的胞嘧啶被甲基化时，它可能阻止某些转录因子与DNA的结合，从而影响转录起始位点的选择和基因的表达水平。
五、研究方法与技术为了研究DNA甲基化在印记调控及转录起始位点中的作用，研究者可以采用多种实验方法和技术。
首先，可以利用亚硫酸氢盐测序法（Bisulfite Sequencing PCR）来检测DNA序列上的甲基化状态。
此外，还可以使用甲基化特异性PCR（MSP）和芯片技术等高通量方法对大规模的甲基化数据进行检测和分析。
此外，利用生物信息学和统计学方法对数据进行处理和分析也是必要的步骤。
六、研究进展与展望近年来，随着表观遗传学研究的深入，DNA甲基化在印记调控及转录起始位点中的作用逐渐被揭示。
越来越多的研究表明，DNA甲基化与许多疾病的发生和发展密切相关，如癌症、神经系统疾病等。
《DNA甲基化调控印记及转录起始位点》篇一一、引言在生物学领域，DNA甲基化是一种重要的调控机制，影响着基因表达和染色体功能。
尤其是在胚胎发育过程中，印记的调节与转录起始位点的确立尤为关键。
印记是由母本或父本染色体所具有的特征，并能够在受精后和发育中稳定地传递到下一代细胞。
本研究旨在探讨DNA甲基化在印记调控及转录起始位点中的作用。
二、DNA甲基化与印记调控1. DNA甲基化的定义与作用DNA甲基化是指在DNA序列的胞嘧啶核苷酸上添加一个甲基基团，这会导致DNA结构变化和与蛋白质的结合能力改变。
这种变化会影响基因表达、染色体重塑以及遗传信息的传递。
2. 印记的来源与维持印记是遗传信息在母本和父本染色体上的差异表达。
在胚胎发育过程中，印记的来源和维持主要依赖于DNA甲基化等表观遗传机制。
这些机制可以确保特定的基因在特定时间、特定细胞内表达。
3. DNA甲基化与印记调控的关系DNA甲基化在印记的维持和调控中起着关键作用。
一方面，DNA甲基化可以抑制基因的表达，从而确保特定基因在特定时间和特定细胞内表达；另一方面，DNA甲基化还可以通过影响染色体的结构和功能来影响基因的表达。
因此，DNA甲基化在印记的维持和调控中发挥着至关重要的作用。
三、DNA甲基化与转录起始位点的关系1. 转录起始位点的定义转录起始位点是指RNA聚合酶开始转录的起始点，是基因表达的关键步骤。
转录起始位点的确定对于基因表达的调控具有重要意义。
2. DNA甲基化对转录起始位点的影响DNA甲基化可以影响转录起始位点的选择和基因的表达水平。
一方面，DNA甲基化可以改变染色体的结构和功能，从而影响RNA聚合酶的定位和转录起始；另一方面，DNA甲基化还可以通过影响基因的转录因子来影响转录起始位点的选择。
因此，DNA甲基化在基因表达调控中起着重要作用。
四、研究方法与结果本研究采用多种实验方法，包括基因敲除、基因过表达、DNA甲基化分析等，以探讨DNA甲基化在印记调控及转录起始位点中的作用。
表观遗传学的作用机制一、DNA甲基化DNA甲基化是指在DNA序列中，位于胞嘧啶碱基上的一个甲基基团，这种甲基化修饰可以影响DNA的转录活性，从而调控基因的表达。
在表观遗传学中，DNA甲基化是一种重要的调控机制，可以调控基因的表达水平，参与多种生物学过程，如胚胎发育、细胞分化、肿瘤发生等。
二、染色质重塑染色质重塑是指通过改变染色质的结构和组分，从而调控基因的表达。
染色质重塑的主要机制包括DNA的磷酸化、组蛋白的乙酰化、甲基化和磷酸化等。
这些修饰可以改变染色质的构象，影响转录因子的结合，从而调控基因的表达。
染色质重塑在胚胎发育、细胞分化、肿瘤转移等方面具有重要的调控作用。
三、非编码RNA调控非编码RNA是指不能翻译成蛋白质的RNA分子，包括microRNA、siRNA、piRNA等。
这些非编码RNA可以通过与靶mRNA结合，抑制其表达或者诱导其降解，从而调控基因的表达。
非编码RNA在许多生物学过程中都发挥着重要的调控作用，如胚胎发育、细胞分化、肿瘤发生等。
四、蛋白质修饰蛋白质修饰是指通过共价键将氨基酸残基或低相对分子质量物质与蛋白质进行连接，从而改变蛋白质的结构和功能。
蛋白质修饰的方式包括磷酸化、泛素化、糖基化等。
这些修饰可以影响蛋白质的活性、稳定性、定位和相互作用等，从而调控基因的表达和细胞功能。
蛋白质修饰在许多生物学过程中都发挥着重要的调控作用，如信号转导、细胞周期调控、肿瘤发生等。
五、基因组印记基因组印记是指在基因组上标记父源和母源等位基因的一种表观遗传学现象。
基因组印记可以通过甲基化或者特殊的蛋白质标记等机制来影响基因的表达，从而导致不同来源的等位基因在表达上存在差异。
基因组印记可以影响许多生物学过程，如胚胎发育和肿瘤发生等。
六、X染色体失活X染色体失活是指在雌性哺乳动物中，一条X染色体上的基因被沉默的现象。
这种失活是通过一种称为X染色体失活中心的区域来实现的，该区域可以诱导整个染色体上的基因沉默。
《DNA甲基化调控印记及转录起始位点》篇一一、引言在生物学领域，DNA甲基化是一种重要的调控机制，其在多种生物过程中起着关键作用。
本文将重点关注DNA甲基化在印记调控及转录起始位点中的作用。
通过综述相关研究，本文旨在全面阐述DNA甲基化如何影响印记形成及转录起始的机制，并探讨其潜在的应用价值。
二、DNA甲基化的基本概念DNA甲基化是一种在DNA序列上添加甲基基团的过程，主要发生在CpG二核苷酸上。
这种修饰在真核生物的基因组中广泛存在，对基因表达、印记形成等方面具有重要影响。
DNA甲基化具有组织特异性、发育阶段特异性和遗传印记等特点。
三、DNA甲基化在印记调控中的作用印记是一种特殊的遗传现象，主要涉及父母双方等位基因的表达沉默。
DNA甲基化在印记调控中起着关键作用，通过在特定基因的CpG位点上添加甲基基团，从而影响基因的表达。
这种调控机制在哺乳动物发育过程中具有重要意义，特别是在胚胎发育和神经系统中。
四、DNA甲基化与转录起始位点的关系转录起始位点是RNA聚合酶开始转录的起点。
DNA甲基化可以影响转录起始位点的选择和RNA聚合酶的活性，从而影响基因的表达。
研究表明，DNA甲基化可以通过改变染色质结构、影响转录因子的结合等方式来调控转录起始位点的选择。
此外，DNA甲基化还可以影响mRNA的剪接和稳定性，进一步影响基因的表达。
五、研究方法与技术为了深入研究DNA甲基化在印记调控及转录起始位点中的作用，需要采用多种研究方法与技术。
包括但不限于：生物化学方法、分子生物学技术、基因编辑技术等。
此外，还需要利用高通量测序技术对基因组范围内的DNA甲基化水平进行检测和分析。
这些方法与技术将有助于揭示DNA甲基化在生物过程中的作用机制及其潜在的应用价值。
六、研究展望随着对DNA甲基化研究的不断深入，越来越多的证据表明其在印记调控及转录起始位点中发挥重要作用。
未来，我们可以从以下几个方面对DNA甲基化进行更深入的研究：1. 探究DNA甲基化与疾病的关系：通过分析疾病患者的基因组DNA甲基化水平，探讨DNA甲基化在疾病发生、发展中的作用。
基因组印迹的研究进展[摘要]基因组印迹（g e n o m i c i m p r i n t i n g）是指在配子或合子发生期间，来自亲本的等位基因或染色体发育过程中产生专一性的加工修饰，导致后代体细胞中两个亲本来源的等位基因有不同的表达活性。
为一种后生论修饰。
目前在人类和小鼠中坚定的印迹基因已超过25个，它们具有一些共同的特点，如印迹基因分布的群集性，复制的不同步性，表达的时空特异性，遗传的保守性及编码R N A s等。
基因组印迹的分子机理与印迹基因的甲基化尤其是C p G岛甲基化密切相关，特异性甲基化区域在印迹基因的表达中具有重要作用。
基因组印迹基因与胎儿和胎盘的生长发育及细胞增值有关，正常印迹的改变可引起包括肿瘤在内的多种遗传性疾病。
[关键词]基因组印迹印迹基因甲基化C p G岛基因组印迹是一种非孟德尔遗传现象,经典孟德尔遗传学认为所有父系及母系等位基因有同等表达，但随着对遗传学研究的深入，人们发现了一种被称为基因组印迹的非孟德尔遗传现象，它是指在配子和合子发生期间，来自亲本的等位基因或染色体在发育过程中产生专一性的加工修饰，导致后代体细胞中的两个亲本来源的基因有不同的表达活性，又称遗传印迹或亲代印迹或配子印迹。
它是一种伴有基因组改变的非孟德尔遗传形式，可遗传给子代细胞，但并不包括D N A序列的改变，至今，在人类和小鼠中鉴定的印迹基因已超过25个，它们具有一些共同的特征，印迹基因的甲基化可能是基因组印迹的分子机制，特异性甲基化区(D M R s)是控制印迹表达得的重要因素[1]。
印迹基因中大多数在生长和分化中起重要作用，而且可引起一些人类遗传性疾病和肿瘤发生。
我想从基因印迹的发现，印迹基因的特征及其生物学意义上谈一下我的认识。
1基因组印迹基因的发现基因组印迹基因的发现最初开始于对全基因组的研究，接着是对个别染色体和染色体区域的研究，最终到鉴定特异的印迹基因。
1989年，S w a i n和L e n d e等人发现了一个特异的印迹基因，但它并不是一个内源性基因。
《DNA甲基化调控印记及转录起始位点》篇一摘要：本文将深入探讨DNA甲基化在基因表达调控中的重要作用，特别是其在印记基因表达及转录起始位点上的调控机制。
我们将分析DNA甲基化如何影响基因印记的维持，以及在转录起始过程中所扮演的关键角色。
一、引言DNA甲基化是生物体内一种重要的表观遗传学修饰方式，它在基因表达调控中起着至关重要的作用。
特别是在印记基因的表达和转录起始过程中，DNA甲基化扮演了核心角色。
印记基因是指母体和父本遗传的等位基因在表达上存在差异的一类基因，这种差异往往与DNA甲基化状态密切相关。
二、DNA甲基化与基因印记基因印记是指基因表达的模式由亲本遗传信息决定的现象。
在胚胎发育过程中，父本和母本等位基因的表达水平常常不同，这很大程度上是由DNA甲基化所决定的。
DNA甲基化能够影响染色质的结构，从而影响基因的表达。
在印记基因中，甲基化状态能够决定哪些等位基因被沉默，哪些则被激活。
三、DNA甲基化与转录起始位点转录是基因表达的第一步，而转录起始位点是决定转录能否发生的关键因素之一。
DNA甲基化对转录起始位点的影响主要体现在两个方面：一是通过影响转录因子的结合来调节转录起始；二是通过改变染色质的结构来影响RNA聚合酶的活性。
具体来说，当DNA序列被甲基化时，它可能会阻止某些转录因子与DNA的结合，从而影响转录的起始。
同时，甲基化也会改变染色质的结构，使得RNA聚合酶难以接近转录起始位点，从而抑制转录的进行。
四、DNA甲基化的调控机制DNA甲基化的调控机制是复杂的，涉及到多种酶和蛋白质的参与。
其中，DNA甲基转移酶（DNMTs）是负责催化DNA甲基化的关键酶。
此外，还有一些蛋白质可以与甲基化的DNA结合，形成复合物来调节基因的表达。
这些蛋白质包括甲基CpG结合蛋白（MBDs）等。
这些蛋白质与DNA的结合可以影响其他蛋白质与DNA的结合，从而实现对基因表达的调控。
五、结论综上所述，DNA甲基化在基因表达调控中起着至关重要的作用，特别是在印记基因的表达和转录起始过程中。
dna甲基化作用及与亲本印记的关系-回复DNA甲基化是一种化学修饰，通过添加甲基基团来改变DNA分子的结构和功能。
DNA甲基化在生物体中起着重要的作用，特别是在基因组稳定性和表观遗传调控方面。
同时，DNA甲基化还与亲本印记有密切关系，亲本印记是由基因亲本在生殖细胞中引起的遗传修饰。
在本文中，我们将一步一步回答DNA甲基化作用及其与亲本印记的关系。
首先，我们来详细了解DNA甲基化的作用。
DNA甲基化是指在DNA的甲基化位点上加上一个甲基基团。
这个甲基基团通常来自S-腺苷甲硫氨酸（SAM），因此，DNA甲基化是一种SAM依赖性的反应。
DNA甲基化主要发生在CpG二核苷酸（C嵌入G的位置）上，其中CpG岛是一种高密度的CpG序列群。
CpG岛通常位于基因的启动子附近，并且对基因的转录起着重要作用。
DNA甲基化在基因组稳定性中起着重要作用。
通过在启动子附近的CpG 岛上添加甲基基团，DNA甲基化可以阻止转录因子的结合，抑制基因的转录。
这使得甲基化的基因变得沉默或不活跃，称为甲基化抑制。
此外，DNA甲基化还可以使DNA分子更加稳定，减少DNA双链的解链和突变的风险。
因此，DNA甲基化在维持基因组的完整性和稳定性方面扮演着重要角色。
其次，我们来探讨DNA甲基化与亲本印记的关系。
亲本印记是指在亲本基因组中形成的特殊甲基化模式，这种模式在生殖细胞中保留下来，通过调控基因的表达来产生遗传效应。
亲本印记是由DNA甲基化和去甲基化过程共同调控的一种表观遗传方式。
亲本印记主要发生在哺乳动物的雌性和雄性基因组中。
在哺乳动物中，卵子和精子是通过卵子和精子形成，分别带有母体和父体的DNA甲基化模式。
这些甲基化模式在受精过程中遗传给下一代，从而形成了亲本印记。
亲本印记对于正常的发育和生长至关重要。
例如，在小鼠中，存在一种关键的亲本印记基因，称为Igf2，它在父本基因组中被甲基化。
如果Igf2基因在父本基因组中被失活，则会导致小鼠的发育异常和生长受限。
基因组印记的机制
基因组印记是指在基因组的氧化还原状态、甲基化状态和组蛋白修饰状态等方面的特征,这些印记可以调节基因的表达和功能。
基因组印记的形成和维护主要通过以下机制实现：
1.氧化还原状态：氧化还原状态的调节是通过氧化还原酶和调控因子来实现的,它们可以通过增加或减少氧化还原反应中的氧分子或还原剂来调节基因组的氧化还原状态。
2.甲基化状态：甲基化是通过甲基转移酶将甲基基团转移到DNA的氮基上来实现的。
甲基化的调节是通过甲基转移酶抑制剂和甲基转移酶激活剂来实现的。
3.组蛋白修饰状态：组蛋白修饰是通过组蛋白修饰酶将修饰基团转移到组蛋白的氨基上来实现的。
组蛋白修饰的调节是通过组蛋白修饰酶抑制剂和组蛋白修饰酶激活剂来实现的。
基因组印记的机制对于调节基因的表达和功能至关重要,它们可以影响细胞的发育、生长和分化以及组织器官的发育和功能。
基因组印记的异常可能会导致基因表达的异常,进而导致各种疾病的发生。
因此,研究基因组印记的机制及其调节方式,对于揭示基因表达的调节机制,治疗基因相关疾病具有重要意义。
基因组印记的概念是基因组印记（Genomic imprinting）是一种遗传现象，指的是物种个体的特定基因副本在遗传传递过程中出现基因组中特定一部分基因被特殊修改的现象。
这种修改是通过DNA上的化学标记引起的，主要包括DNA甲基化和组蛋白修饰。
基因组印记是一种父母亲染色体上特定区域的表观遗传变异，通过修改基因的方式，在父亲或母亲的基因副本上引入特定的化学标记。
这种化学标记可影响某些基因的表达，从而在对应基因副本上产生差异的表观表达模式。
这种父或母亲特异的基因表达方式可以在个体发育和生理过程中发挥重要作用。
基因组印记对于正常发展和生殖健康都非常关键。
众所周知，父亲和母亲的遗传物质都参与到孩子的基因组合中。
但是，在某些基因上，只有来自父亲的基因表达，而母亲的基因则被“沉默”。
反之亦然，某些基因只有来自母亲的表达，而父亲的则被“沉默”。
这种基因组印记的存在使得个体在遗传上形成了一种特殊的父母亲染色体间的影响力竞争。
基因组印记的重要性在于它对个体的发展和生理过程起着关键作用。
例如，某些基因组印记可能控制个体的生长和分化过程，对胚胎发育、器官形成和调节体细胞的功能发挥重要作用。
不仅如此，基因组印记还可以影响个体的行为和认知发育。
一些研究表明，基因组印记可能与肿瘤的形成和神经发育相关疾病有关。
基因组印记是一种复杂而动态的遗传现象，它可能受到环境因素的影响。
一些研究表明，外界环境中的营养不良、药物暴露、化学物质和毒素都可能对基因组印记产生影响。
这种环境因素对基因组印记的改变可能会导致遗传物质的错配和功能异常，对个体的发育和健康造成长期和持久的影响。
总体而言，基因组印记是一种通过特殊的表观遗传机制产生的遗传现象。
它通过永久性修改基因副本上的化学标记，使得个体在基因表达上出现父母亲特异的差异。
这种差异可能对个体的发育、生长、生殖和健康产生重要影响。
基因组印记的研究不仅可以深化我们对遗传学的理解，还可以揭示出某些疾病的发生机制，并为未来疾病预防和治疗提供新的思路和方法。
DNA甲基化DNA甲基化通俗的说法就是在DNA上添加一个甲基基团。
甲基（methyl group），化学式为-CH₃（一横表示一个单电子），英文缩写-Me，由碳和氢元素组成。
DNA甲基化位于胞嘧啶的第五位碳原子上，可引起染色质结构和基因活性的改变，在基因印迹、X染色体失活、发育调控以及转座子沉默和基因组稳定性的维持等方面发挥重要作用。
基因印记其实就是甲基化，是指在合子形成的过程，使一个亲本的等位基因沉默，而没有被加上印记的亲本等位基因活跃。
具有这种差异的基因被称为印记基因。
其根源是同一基因在卵子和精子中具有不同程度的甲基化。
印记区域又被称为“差异甲基化区域”。
发生甲基化的胞嘧啶所在的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸（C）后面一般会连接鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸（G）也就是所谓的CpG双核苷酸。
中间的p是指两个脱氧核糖核苷酸之间的磷酸基团，因为脱氧核糖核苷酸是通过磷酸二酯键连接形成脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid，DNA）的。
DNA甲基化有点像细胞的记忆，精卵细胞形成过程和结合形成受精卵时会抹去“前世”的记忆，具体而言，基因组两次大规模的去甲基化分别发生在卵子受精到着床前胚胎的早期发育过程中和原始生殖细胞发育的配子发生过程中，然后在发育过程中从头添加甲基化，涅槃重生。
类生殖细胞系（精子、卵细胞及原始生殖细胞）、囊胚以及着床后胚胎体细胞的DNA甲基化水平因此，整体而言，细胞的发育分化过程就是通过选择性添加甲基化来“封印”某些基因的转录表达活性，同时保留一些基因，从而实现全基因组20000多个基因的选择性表达。
基因的选择性表达正是体细胞差异的根本原因，特异性表达出来的基因对应的蛋白就是我们平时听到的marker分子。
正因如此，人体才能由一个细胞分化形成纷繁复杂的细胞组合体。
每种体细胞都有特定的蛋白分子，比如NESTIN（巢蛋白）能够特异性的表达在神经上皮干细胞上一种分子标记物，对神经元的分化有作用。
ＤＮＡ甲基化和基因组印记现象吴少瑜，吕琳，徐伟，吴曙光。
饶进军。
（南方医科大学药学院，广州５１０５１５）关键词：基因组印记；表遗传系统；印记基因；ＤＮＡ甲基化；印记性疾病中图分类号：Ｒ３２９．２文献标志码：Ａ文章编号：１００２－２６６Ｘ（２０１０）０９－０１１３－０２基因组印记是表遗传系统的一个特殊形式。
发育中的男性和女性生殖细胞中，有些基因被分别标志（甲基化），从而保证在后裔中仅出现源自某一亲代（父或母）的表达。
现将ＤＮＡ甲基化和基因组印记的研究进展综述如下。
１基因组印记的概念及形成机制．等位基因是哺乳动物的胚胎从父亲和母亲遗传的两个拷贝。
传统的遗传学认为，来自父亲和母亲的等位基因具有相同的效应，同时关闭或同时表达，称为双等位基因表达。
但近年发现，有一小部分等位基因只表达其中的一个，即单等位基因表达。
这种对来源于父亲或母亲的等位基因做一印记使其不表达的现象称为基因组印记，也叫配子印记或亲代印记，这种基因称为印记基因。
来源于父亲的等位基因不表达称为父源印记，来源于母亲的等位基因不表达称为母源印记。
目前，已被确定的人类的印记基因约有３０种。
印记基因的主要特点包括：单等位基因表达；富含ＣｐＧ岛，容易被甲基化；呈簇排列，很少单独存在；表达或抑制受印记调控区域（ＩＣＲｓ）调控；在体细胞分裂中稳定遗传。
关于基因组印记形成的机制，有些学者认为，基因组印记是进化的一种表现，如１９９１年提出的遗传竞争或亲本投资学说。
这种学说认为，父源基因对胎盘生长和营养索的摄取起主要作用，从进化论的角度讲目的是让胎儿更强壮；母源基因对胎儿的生长起主要作用，目的是利用有限的资源繁殖更多的后代。
来源于父亲和母亲的遗传物质相互竞争、相互补充，保证胚胎的正常发育。
还有学者提出，基因组印记是应对环境压力而出现的进化。
基因组印记是在配子形成过程中产生的，大致分为以下几个步骤：①在原始生殖细胞（ＰＧＭｓ）阶段，亲代的生殖细胞中的印记通过去甲基化消除；②在胚胎发育早期，雄性生殖细胞通过重新甲基化重新建立印记，出生后，雌性生殖细胞也重新建立印记；③印记在体细胞分裂中稳定遗传。
由此可见，ＤＮＡ甲基化是基因组印记调控的关键所在。
众所周知，在许多真核生物中，ＤＮＡ甲基化是转录沉默的异染色质的遗传标志。
Ｔｒａｓｌｅｒ¨１指出，在配子形成时，雄性和雌性配子的基因组甲基化显著不同，产生基因组印记现象。
Ｍａｎｎ等Ｂｏ将等位基因特异性甲基化作用基金项目：国家自然科学基金（３０９０１８２３），国家自然科学基金（３０７０１１０３），广东省自然科学基金（９１５１０５１５０ｌｏｏ００８８），广东省教育部产学研结合项目（２００９１３０９０３００２８２）。
・通讯作者的区域称为原发性差别甲基化区（ＤＭＲ），是由配子遗传而来，ＤＭＲ中有Ｃｐｃ岛和重复元件。
原发性ＤＭＲ序列中含有至少３个印记基因共同组成的１个元件，能够顺式调控基因的活性，这些印记基因能根据有无遗传的甲基化而控制这些元件的开或关。
所以基因组印记是哺乳动物中的一种基因调节的表遗传系统归Ｊ，它决定在发育时少数印记基因的表达源自双亲中的哪一个。
２印记基因的功能ＤＮＡ甲基化是一种对ＤＮＡ的表遗传修饰，可引起染色质重塑和调节基因表达，对发育和成年个体的基因组功能都很重要。
基因组印记调控着一小群哺乳动物的基因，使得亲代等位基因中仅有一个是活动的。
这些印记基因有不同的功能，例如通过调节胰岛素样生长因子信号途径调节胎儿的生长发育，它编码两个有关的基因：Ｉｇ也是由父亲的等位基因编码的生长促进因子，Ｉｇ亿ｒ是由母亲的等位基因编码的生长促进因子。
Ｄａｄｓ等¨１报道，在配子发生期间，可观察到父亲甲基化的、而由母亲表达的Ｈ１９组蛋白等位基因，但是在妊娠中期胚胎的生殖细胞中，两个等位基因中均却无甲基化，提示在此之前甲基化印记已在生殖细胞中被取消。
在以后，雄性生殖细胞系中的父系和母系的两个等位基因会在不同的时候过度甲基化：父系等位基因在胎儿期即过度甲基化，而母系等位基因的甲基化要在围产期才开始，并在减数分裂开始后在出生后继续下去。
Ｓｗａｌｅｓ等¨３认为，在配子发生期间两个亲代Ｈ１９等位基因的甲基化获得分化，所以即使没有ＤＮＡ甲基化，在雄性生殖细胞发育时，在Ｈ１９位点处，其他表遗传机制仍能区别开两个亲代的不同。
３ＣｐＧ二核苷酸中的胞嘧啶残基的甲基化表遗传学是指调节基因活性的ＤＮＡ及核心组蛋白发生共价修饰，而不改变ＤＮＡ的序列。
目前认为，能影响基因活性的最主要的修饰是ｃｐＧ二核苷酸中的胞嘧啶残基的甲基化１６］。
所以甲基转移酶是参与基因组印记的一个重要因素。
Ｌｅｆｅｂｖｒｅ等【＂认为，Ｐｅｇｌ基因具有严格的亲代起源特异性差别甲基化作用，在此基因的启动子处，沉默的母系等位基因在所有ＣｐＧ处均被甲基化，而表达的父系等位基因则不被甲基化。
Ｃａｄｏｎｅ等‘叫指出，ＣｐＧ处的胞嘧啶甲基化作用是哺乳动物基因组的一个重要的表遗传修饰。
ＣｐＧ结合蛋白（ＣＧＢＰ）只对未甲基化的Ｃｐｃ特征序列有特异的ＤＮＡ结合１１３万方数据作用，但对小鼠的早期发育是不可少的。
在培养液中除去白血病抑制因子后，ＣＧＢＰ－／一细胞仍能存活，但其凋亡率增高，且不能在体外分化，而维持在未分化的ＣＧＢＰ－／．胚胎干细胞状态，总ＤＮＡ甲基转移酶活性减低３０％一６０％，维持性ＤＮＡ甲基转移酶Ｉ蛋白质的表达亦相应减低。
然而新合成ＤＮＡ甲基转移酶活性却是正常的，在导入ＣＧＢＰ表达载体后，几乎多效性ＣｃＢＰ－／一表型的所有方面均可恢复。
所以ＣＧＢＰ在哺乳动物发育早期通过胞嘧啶甲基化对基因组作正常的表遗传修饰和细胞分化都是必需。
在哺乳动物基因组的所有印记基因中均有等位基因特异性差异甲基化作用区（ＤＭＲ）。
Ｃｏｎｓｔａｎｃｉａ等指出【９Ｊ，在生殖细胞的发育早期这种差异甲基化作用均被消除，但在核心ＤＭＲ中差异甲基化作用仍被保留，并在着床前和着床后的早期又重新甲基化。
在靠近富有ＣｐＧ的ＤＭＲ处的同向重复序列参与建立和保持等位基因特异性差异甲基化作用。
４基因组印记异常导致疾病性别特异性基因组印记是十分重要的，它使受精后胚胎发育能正常进行，错误的基因组印记可使胎儿死亡或引起发育紊乱和疾病。
人工协助生殖技术常可使正常妊娠时罕见的印记性疾病增多，表遗传所致的人类疾病包括葡萄胎和儿童癌症等。
Ｊｕｍｅｎ等ｕ叫报道，肥胖、２型糖尿病、心血管疾病和代谢综合征患者是在其胚胎期和出生后的发育中，由于母体营养不良积代谢紊乱丽产生不良的“表遗传程序”，这种病态倾向甚至可遗传至下一代。
环境因素对基因组印记能产生重大影响。
已知叶酸缺乏引起的癌症中存在甲基化形式的畸变。
Ｇｈ∞ｌｕｄ等用缺少甲硫氨酸、叶酸和胆碱的膳食喂养雄性大鼠诱发肝细胞癌，结果发现，在肿瘤发生早期，叶酸和甲基缺乏可引起肝细胞癌早期转录和转录后机制的改变，进而使ＤＮＡ甲基化机制发生改变。
另外，由于表遗传标志在胚胎及其干细胞中是不・告读者・稳定的，因此印记被破坏是人干细胞移植失败的原因之一。
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