表观遗传学2011.pdf

表 观 遗 传 学 Epigenetics 医学院 病理学系 林琛莅 igene@yahoo.cn 表观遗传学 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。 表观遗传差异：同卵双生 基因的结构 基因的结构 基因：可遗传 1. 遗传的基本功能单位 2. 基因由DNA编码 3. 一个基因编码一条蛋白质 4. 基因序列的改变可能导致功能及表型的改变 基因型 (Genotype) - 表型 (Phenotype) 人类基因组计划 1. 搞清楚人类基因组的DNA碱基的内容和顺序 2. 编码区 (编码蛋白的DNA序列)：占基因组的2% 3. 非编码区：功能？ a. 非编码RNA：具有调控功能 b. 重复片段：维持基因组的结构？ c. 转座子 1939年，生物学家Conrad Waddington首 先 在 《 现 代 遗 传 学 导 论 》 中 提 出 了 Epigenetics这一术语，并于1942年定义表 观遗传学为“生物学的分支，研究基因型产 生表型的过程”。 环境对基因表达有调控作用 表型 = 基因型 + 环境 基因型 表型A 表型B • 1987年，Hollidy R 对表观遗传学进行了较 为系统的描述。他认为表观遗传学是研究不 涉及DNA序列改变的基因表达和调控的可遗传 变化的学科，或者说是研究从基因型演绎为 表型的过程中规律和机制的一门新兴的遗传 学分支。 •概念：基因的DNA序列不发生改变的情 况下，基因的表达水平与功能发生改 变，并产生可遗传的表型。 传 遗 观 表 与 传 遗 基因序列发生改变 基因序列未发生改变；可遗传 10 11 表观遗传学的特点： 1、可遗传的，即这类改变通过有丝分裂 或减数分裂，能在细胞或个体世代间遗 传。 2、可逆性的基因表达调节，也有较少的 学者描述为基因活性或功能的改变。 3、没有DNA序列的改变或不能用DNA序列 变化来解释。 第一节 表观遗传修饰 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 DNA和染色质上的表观遗传修饰： DNA甲基化；组蛋白修饰；RNA相关沉默。 染色质重塑、遗传印记、隔离子、边界、核区室 化、副突变、位置效应、X染色体剂量补偿。 13 一、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， 主要是基因组 DNA上的胞嘧啶第5位碳原子和 甲基间的共价结合，胞嘧啶由此被修饰为5甲 基胞嘧啶 (5-methylcytosine，5mC)。 DNA甲基转移酶：DNA methyltransferases,DNMTs DNMT1；DNMT2；DNMT3A; DNMT3B