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表观遗传学 Epigenetics 英同卵双胞胎 1个患白血病1个很健康 同卵双胞胎出生时哥哥体重为弟弟3倍(图) 多莉:死掉了… Dolly Ian Wilmut 多莉:生于1996年7月5日,死于2003年2月14日 Epigenetic differences:monozygotic twins X-Chromosome Inactivation:The calico cat 雌性的一条X染色体完全失去活性 X染色体失活 Allie Rainbow Copy Cat 叶酸很重要…… 基因表达模式 相同的基因型 不同表型 Agouti基因 甲基化/叶酸 Genomic Imprinting (基因组印记): 两条染色体需要随机沉默其一 1. 小头 2. 巨舌 3. 胎盘增生 遗传类型 1. 遗传编码信息: 提供生命必需蛋白质的模板 2. 表观遗传学信息: 何时、何地、以何种方式去应用遗传信息 遗传信息的传递:中心法则 ? ? ? ? ? 1. DNA自身通过复制传递遗传信息; 2. DNA转录成RNA; 3. RNA自身能够复制 (RNA病毒); 4. RNA能够逆转录成DNA; 5. RNA翻译成蛋白质。 表观遗传学( epigenetics) 1. 概念 基因的DNA序列不发生改变的情况下, 基因表达水平与功能发生改变,并产生 可遗传的表型。 2. 特征 (1)可遗传 (2)可逆性 (3)DNA不变 研究历史 1942 年沃丁顿 (Wadding ton) 在 Endeavour 杂志 首次提出表观遗产学。 基因型的遗传(heredity)或 传承(inheritance)是遗传学 研究的主旨 ,而基因型产生 表型的过程则是属于表观 遗传学研究的范畴。 Waddington's epigenetics 基因型 表型 Waddington's epigenetics 基因型 表型 1987 年 ,霍利德( Holliday) 进一步指出可在两个层面上 研究高等生物的基因属性。 第一个层面是基因的世代间传递的规律 ——遗传学。 第二个层面是生物从受精卵到成体的发育过程中基因 活性变化的模式 ——表观遗传学。 表观遗传学研究 “上代向下代传递的信息 ,可以通过 有丝分裂或减数分裂而遗传下去的基因功能的改变, 而不是DNA 序列本身” ,这是一种 “不以 DNA序列 差别为基础的细胞核遗传” 。 表观遗传学的研究内容 1. 基因选择性转录表达的调控 2. 基因转录后的调控 3. 蛋白质的翻译后修饰 表观遗传修饰 DNA甲基化 组蛋白修饰 表观遗传修饰 基因组印迹(Genomic Imprinting) X染色体失活 染色体构型重塑 siRNA与miRNA介导的调控 表观遗传学 DNA甲基化 基因调控模型 1. DNA甲基化的主要功能:转录沉默 (1) 基因的启动子区域通常不被甲基化修饰 (2) 建立特定的基因表达模式: 组织特异性、生殖特异性… (3) 基因组印记、X染色体失活 2. DNA甲基化抑制基因转录的机制: (1) 干扰转录因子对DNA元件的识别和结合 (2) 将转录因子DNA识别序列转变为阻抑物识别序列 (3) DNA甲基化有利于招募染色质重塑或修饰因子 3. DNA甲基化: 是转录沉默的结果和维持,而不是原因。 DNA甲基化 DNA甲基化(DNA methylation)是研究得最清楚、 也是最重要的表观遗传修饰形式。

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? ? 基因组印迹是性细胞系的一种表观遗传修饰, 这种修饰有一整套分布于染色体不