下载文档原格式
表观遗传学——甲基化，组蛋⽩修饰参考资料：1.2.3.1.什么是表观遗传学？举个例⼦：同卵双⽣的双胞胎个体，从遗传学⾓度说他们的DNA序列是⼀致的，但多种表型存在⼀些差异。
经典的孟德尔遗传定律和⽣物学表型之间还存在另外⼀层调控因素，即表观遗传。
表观遗传（Epigenetics）是指DNA序列未发⽣变化，但基因表达却发⽣了可遗传改变。
这种改变的特点：可遗传性；可逆性；没有DNA序列的变化。
可逆性：表观遗传的修饰⽅式可以在某些因素的条件下被去除。
这使得通过调控表观遗传来影响⽣物学性状称为可能。
表观遗传改变主要从四个层⾯调控基因表达（1）DNA甲基化：DNA共价结合甲基基团，使相同序列等位基因处于不同修饰状态；（2）组蛋⽩修饰：通过对结合DNA的组蛋⽩进⾏不同的化学修饰实现对基因表达的调控；（3）染⾊质重塑：通过改变染⾊质的空间构象实现对基因表达的调控；（4）⾮编码RNA的调控：RNA可通过某些机制实现对基因转录和转录后的调控。
2.DNA甲基化DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶（DNMT）的催化作⽤下，以S-腺苷甲硫氨酸（SAM）作为甲基供体，通过共价结合的⽅式获得⼀个甲基基团的化学修饰过程。
最常见能够被甲基化的碱基是胞嘧啶（C），此外腺嘌呤，鸟嘌呤也可以被甲基化。
下图是5甲基胞嘧啶。
在4位上是⼀个胺基，5位上没有其他基团的结合。
在SAM提供甲基的情况下，在DNMT(DNA甲基转移酶)的作⽤下，甲基从SAM转移到胞嘧啶的5位，成为了5甲基胞嘧啶。
DNA甲基转移酶根据序列的同源性和功能，真核⽣物DNA甲基化转移酶主要分为：Dnmt 1, Dnmt2 和Dnmt 3.Dnmt 1参与序列甲基化的维持； Dnmt 3主要作⽤是从头甲基化。
a图左边的序列通过Dnmt 3的作⽤转化为右边的序列，这两个序列的差别是，所有的C（互补链上）被甲基化，这是⼀种重头甲基化的⽅式。
b图中左边的序列其中⼀条链上C位点被甲基化，互补链上的C没有甲基化，可以在甲基化维持酶（Dnmt 1）的作⽤下可以使得另外⼀条⾮甲基化的链进⾏甲基化。
组蛋白修饰与表观遗传学在生物学中，基因组是由DNA组成的，而基因组的表达可能会因一些因素的影响而受到调控。
这些因素之一就是组蛋白修饰。
组蛋白修饰是一种通过改变组蛋白的状态来调节基因表达的方式。
本文将详细介绍组蛋白修饰的方式及其在表观遗传学中的作用。
组蛋白修饰的方式组蛋白是一种主要存在于细胞核中的蛋白质，它可以将DNA紧密地包裹起来，形成染色体。
在此基础上，组蛋白还有其他功能，例如：保护DNA免受化学和机械伤害、调控DNA复制和修复等。
组蛋白修饰的主要方式是通过化学修饰来改变组蛋白的状态。
这些化学修饰包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化和丝氨酸/苏氨酸磷酸化等。
这些化学修饰可以在组蛋白的N端、C端或其间的Lys和Arg等残基上进行。
乙酰化是最常见的一种组蛋白修饰方式之一，它通过在氨基或羟基侧链上添加乙酰基来改变组蛋白的状态。
当组蛋白乙酰化后，它会呈现出更开放的构象，使得DNA更容易被转录因子访问，同时还可以吸引一些辅助蛋白质来调控基因表达。
除了乙酰化，甲基化也是比较常见的一种组蛋白修饰方式。
它通过添加甲基基团来改变组蛋白的状态，这一过程会影响染色体的执行效率，例如抑制转录。
组蛋白修饰的作用组蛋白修饰在表观遗传学中有着极其重要的作用。
表观遗传学指的是不涉及DNA序列本身的遗传学现象。
基因组的表达在常态下往往是受到组蛋白修饰的影响而被调节的。
一方面，组蛋白修饰可以调节染色体的可及性。
当组蛋白乙酰化或磷酸化后，组蛋白的整体紧密度会改变，使得DNA更容易被其他蛋白质访问，这对于DNA复制，转录和修复等过程都是必要的。
另一方面，组蛋白修饰可以影响染色体上基因的表达。
以乙酰化为例，乙酰化可以使得基因的转录水平上升，从而改变细胞的表现和行为。
甲基化则是比较特殊的一种组蛋白修饰方式，它更多地与静默基因有关，静默基因的存在意味着某种基因的表达在特定的情况下被抑制，这个状态可以维持数个细胞周期之久。
组蛋白修饰与疾病近年来，研究人员发现很多疾病与组蛋白修饰之间存在一定的关联。
表观遗传学课件一、引言表观遗传学是研究基因表达调控机制的一门学科，它涉及到基因序列不发生变化，但基因表达却发生了可遗传的改变。
这种调控机制对于生物体的生长发育、细胞分化、疾病发生等过程具有重要作用。
本文将对表观遗传学的基本概念、调控机制及其在疾病中的应用进行详细阐述。
二、表观遗传学的基本概念1.基因表达调控：基因表达调控是指生物体通过一系列机制，控制基因在特定时间和空间的表达水平。
基因表达调控是生物体生长发育、细胞分化、环境适应等生命现象的基础。
2.表观遗传修饰：表观遗传修饰是指在基因的DNA序列不发生改变的情况下，通过DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑等机制调控基因表达的过程。
3.表观遗传学的研究内容：表观遗传学主要研究基因表达调控的分子机制，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、非编码RNA调控等。
三、表观遗传学的调控机制1.DNA甲基化：DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶的催化下，将甲基基团转移至DNA分子的过程。
DNA甲基化通常发生在基因的启动子区域，抑制基因表达。
2.组蛋白修饰：组蛋白修饰是指在组蛋白分子上发生的一系列化学修饰，如乙酰化、磷酸化、甲基化等。
这些修饰可以改变组蛋白与DNA的结合状态，从而调控基因表达。
3.染色质重塑：染色质重塑是指染色质结构发生变化，使基因的表达状态发生改变的过程。
染色质重塑可以通过改变核小体结构、DNA甲基化、组蛋白修饰等方式实现。
4.非编码RNA调控：非编码RNA是指不具有编码蛋白质功能的RNA分子，包括miRNA、lncRNA、circRNA等。
这些RNA分子可以通过与mRNA结合、调控转录因子活性等方式调控基因表达。
四、表观遗传学在疾病中的应用1.癌症：表观遗传学在癌症研究中的应用主要涉及肿瘤发生、发展和治疗。
研究发现，癌细胞的表观遗传修饰模式发生改变，导致肿瘤相关基因的表达异常。
通过研究这些表观遗传修饰，可以为癌症的早期诊断、预后评估和治疗提供新靶点。
