表观遗传学(总结)
表观遗传学测序__总结
表观遗传学测序__总结Bioinformatics Analysis of Next-Generation Sequencing Data – Epigenome and Chromatin Interactome要点：Enhancers are marked by multiple modificationsCharacteristic histone methylation patterns at active genes涉及的相关技术：NGSEpigeneticsCHIP-Seq3CNGS(Next-Generation Sequencing)的原理：最近市⾯上出现了很多新⼀代测序仪产品，例如美国Ｒｏｃｈｅ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ公司的４５４基因组测序仪、美国Ｉｌｌｕｍｉｎａ公司和英国Ｓｏｌｅｘａ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ公司合作开发的Ｉｌｌｕｍｉｎａ测序仪、美国Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ公司的ＳＯＬｉＤ测序仪、Ｄｏｖｅｒ／Ｈａｒｖａｒｄ公司的Ｐｏｌｏｎａｔｏｒ测序仪以及美国Ｈｅｌｉｃｏｓ公司的ＨｅｌｉＳｃｏｐｅ单分⼦测序仪。
所有这些新型测序仪都使⽤了⼀种新的测序策略——循环芯⽚测序法（ｃｙｃｌｉｃ－ａｒｒａｙ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ），也可将其称为“新⼀代测序技术或者第⼆代测序技术”。
所谓循环芯⽚测序法，简⾔之就是对布满ＤＮＡ样品的芯⽚重复进⾏基于ＤＮＡ的聚合酶反应（模板变性、引物退⽕杂交及延伸）以及荧光序列读取反应。
２００５年，有两篇论⽂曾对这种⽅法做出过详细介绍。
与传统测序法相⽐，循环芯⽚测序法具有操作更简易、费⽤更低廉的优势，于是很快就获得了⼴泛的应⽤。
传统的Ｓａｎｇｅｒ测序法及新⼀代ＤＮＡ测序技术⼯作流程图 （ａ）⾼通量鸟枪Ｓａｎｇｅｒ测序法。
⾸先基因组ＤＮＡ被随机切割成⼩⽚段分⼦，接着众多⼩⽚段ＤＮＡ被克隆⼊质粒载体，随后转化到⼤肠杆菌中。
最后培养⼤肠杆菌提取质粒，进⾏测序。
表观遗传(专业知识值得参考借鉴)
表观遗传(专业知识值得参考借鉴)一概述表型（phenotype），又称性状，是指一个生物体（或细胞）可以观察到的性状或特征，是特定的基因型与环境相互作用的结果。
包括个体形态、功能等各方面的表现，如身高、肤色、血型、酶活力、药物耐受力乃至性格等。
经典遗传学（genetics）是指由于基因序列改变（如基因突变等）所引起的基因功能的变化，从而导致表型发生可遗传的改变；而表观遗传学（epigenetics）则是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，并最终导致了表型的变化。
二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。
这说明在DNA序列没有发生变化的情况下，生物体的一些表型却发生了改变。
因此，科学家们又提出表观遗传学的概念，它是在研究与经典遗传学不相符的许多生命现象过程中逐步发展起来的一门前沿学科，它是与经典遗传学相对应的概念。
现在人们认为，基因组含有两类遗传信息，一类是传统意义上的遗传信息，即基因组DNA序列所提供的遗传信息，另一类则是表观遗传学信息，即基因组DNA的修饰，它提供了何时、何地、以何种方式去应用DNA遗传信息的指令。
三特点1.可遗传，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。
3.没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。
四调节机制1.DNA修饰DNA甲基化是目前研究最充分的表观遗传修饰形式。
正常的甲基化对于维持细胞的生长及代谢等是必需的，而异常的DNA甲基化则会引发疾病（如肿瘤），因为异常的甲基化一方面可能使抑癌基因无法转录，另一方面也会导致基因组不稳定。
因此，研究DNA甲基化对于了解生物生长发育及疾病治疗是非常有帮助的。
DNA修饰是指DNA共价结合一个修饰基团，使具有相同序列的等位基因处于不同修饰状态。
表观遗传学 (epigenetics)
3、遗传印记（迹）或基因印记（迹）
基因印迹是指二倍体细胞的一对基因（父本和母本） 只有一个可以表达，另一个因甲基化而沉默。 哺乳动物中相当数量的印迹基因与胎儿的生长发育 和胎盘的功能密切相关的。
4、染色质重塑
• 组成核小体的组蛋白可以被多种化学复合物所 修饰，如磷酸化、乙酰化和甲基化等，组蛋白 的这类结构修饰可使染色质的构型发生改变， 称为染色质构型重塑。 • X染色质出现与表观遗传修饰相关
4、神经精神疾病
精神分裂症和情绪障碍与DNMT基因相关。基因 高甲基化抑制脑组织中Reelin蛋白的表达，Reelin 蛋白是维持正常神经传递、大脑信息存储和突触可 塑性所必需的蛋白 。
小
结
• 掌握表观遗传学的概念 • 掌握表观遗传的主要现象
• 了解DNA甲基化与去甲基化、组蛋白乙酰 化和非乙酰化对基因的调控作用
表观遗的概念：是指DNA序列不发生变
化，但基因功能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。
• 表观遗传(epigenetic inheritance)概 念：通过有丝分裂或减数分裂来传递非DNA序
列信息的现象。
二、表观遗传现象或表观遗传修 饰机制
1、DNA甲基化
DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶(DNMTs)的作 用下，以S-腺苷甲硫氨酸(SAM)为甲基供体， 将甲基基团转移到胞嘧啶和鸟嘌呤(CpG)二核 苷酸的胞嘧啶。
DNMT1 SAM
胞嘧啶
5-甲基胞嘧啶
胞嘧啶甲基化反应
基因调控元件(如启动子)所含CpG岛中的5-mC会 阻碍转录因子复合体与DNA的结合.
DNA的去甲基化基因可重新激活。
2024年度表观遗传学完整版
精准医疗
表观遗传学的研究有助于实现精准医疗，为患者 提供更为个性化的治疗方案。
药物研发
表观遗传学为药物研发提供了新的靶点和思路， 有望为疾病治疗带来更多有效的药物选择。
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THANKS
感谢观看
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的熔解曲线来判断甲基化状态。
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组蛋白修饰检测技术
染色质免疫沉淀（Chromatin Immunopr…
利用特异性抗体与组蛋白修饰位点结合，沉淀并富集与目标修饰相关的染色质片段，进
而分析组蛋白修饰在基因组上的分布。
ChIP-seq技术
将ChIP与高通量测序相结合，通过对富集得到的染色质片段进行测序，从而在全基因 组范围内确定组蛋白修饰的位置和丰度。
组蛋白修饰和染色质重塑 在转录调控中发挥重要作 用，参与细胞分化和发育 等过程。
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非编码RNA在表观调控中作用
非编码RNA种类
包括微小RNA（miRNA）、长链 非编码RNA（lncRNA）等多种类
型，它们在表观调控中发挥重要 作用。
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调控机制
通过靶向mRNA降解或抑制翻译等 方式来调控基因表达，影响细胞功 能和表型。
和发展。
癌基因激活
表观遗传变化如DNA低甲基化等 可导致癌基因激活，从而引发细
胞恶性转化。
表观遗传治疗
针对表观遗传调控异常的肿瘤， 开发表观遗传药物如DNA甲基转
移酶抑制剂等进行治疗。
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神经退行性疾病中表观遗传机制
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神经元特异性基因表达调控
表观遗传机制在神经元特异性基因表达调控中发挥重要作用，与神 经退行性疾病的发生发展密切相关。
生物高三表观遗传知识点
生物高三表观遗传知识点在遗传学领域中，表观遗传学是指通过非DNA序列变化来影响基因表达和细胞功能的遗传变化。
表观遗传是细胞和生物体发育过程中的一个重要因素，也在许多疾病的发生和发展中起着关键作用。
本文将介绍生物高三中常见的表观遗传知识点，以帮助读者更好地理解这一领域的重要性。
I. DNA甲基化DNA甲基化是表观遗传学中最常见的一种现象，它通过在DNA分子上添加甲基基团来影响基因表达。
甲基化通常发生在CpG二核苷酸的胞嘧啶上，可以促进或抑制基因的转录。
在高三生物课程中，学生需要理解DNA甲基化对基因组稳定性和个体发育的重要性。
II.组蛋白修饰组蛋白是染色质的主要组成部分，其修饰可以影响基因的可及性和转录水平。
组蛋白修饰包括乙酰化、甲基化、磷酸化等多种类型，不同修饰方式对基因表达起到不同的调控作用。
生物高三学生需要了解组蛋白修饰对基因表达和细胞分化的重要影响，以及它们在细胞功能和发育过程中的作用机制。
III.非编码RNA除了编码蛋白质的基因，人类基因组中还包含大量非编码RNA 基因。
这些非编码RNA在表观遗传中扮演重要角色，例如长链非编码RNA（lncRNA）可以通过与DNA、RNA或蛋白质相互作用，调控基因表达和信号传导。
生物高三学生需要对不同类型的非编码RNA及其调控机制有所了解。
IV.环境因素的影响表观遗传学中另一个重要的方面是环境因素对基因表达的影响。
环境因素包括营养、化学物质、毒素、温度等，它们可以通过改变DNA甲基化或组蛋白修饰等方式，对基因表达起到调控作用。
生物高三学生需要了解环境因素对表观遗传的重要性，并理解环境对基因表达多样性和细胞功能的影响机制。
V.表观遗传与多种疾病之间的关系表观遗传与多种疾病之间存在着紧密的联系。
许多疾病，如癌症、心血管疾病和神经系统疾病，都与表观遗传异常有关。
生物高三学生需要理解表观遗传与疾病之间的关联性，并对相关的研究方法和治疗策略有所了解。
总结:以上是生物高三中常见的表观遗传知识点的简要介绍。
表观遗传学知识讲解
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]。
表观遗传、基因与基因组学
第十三章表观遗传学第一节概述相同的基因型不同的表型一．表观遗传学(epigenetic)：DNA的序列不发生变化、基因表达改变、并且这种改变可稳定遗传。
二．表观遗传学研究的内容：1.基因选择性转录、表达的调控。
2.基因转录后调控。
(表观遗传通常被定义为DNA的序列不发生变化但是基因表达却发生了可遗传的改变，也就是说基因型未变化而表型却发生了改变，这种变化是细胞内除了遗传信息以外的其他可遗传物质的改变，并且这种改变在发育和细胞增殖的过程中能稳定的传递下去。
表观遗传学研究内容具体来说主要包括DNA甲基化表观遗传、染色质表观遗传、表观遗传基因表达调控、表观遗传基因沉默、细菌的限制性基因修饰等。
从更加广泛的意义上来说，DNA甲基化、组蛋白甲基化和乙酰化、基因沉默、基因组印记、染色质重塑、RNA剪接、RNA编辑、RNA干扰、x染色体失活等等都可以归入表观遗传学的范畴，而其中任何一个过程的异常都将影响基因结构以及基因表达，导致某些复杂综合症、多因素疾病或癌症。
) 三．表观遗传修饰从多个水平上调控基因表达：1.RNA水平：非编码RNA可通过某些机制实现对基因转录以及转录后的调控，例如microRNA、RNA干扰等2.蛋白质水平：通过对蛋白质的修饰或改变其构象实现对基因表达的调控，例如组蛋白修饰3.染色质水平：通过染色质位置、结构的变化实现对基因表达的调控，例如染色质重塑以上几个水平之间相互关联，任何一方面的异常都将影响染色质结构和基因表达。
四．表观遗传学的研究意义：1.表观遗传学补充了“中心法则”所忽略的两个问题，即哪些因素决定了基因的正常转录和翻译以及核酸并不是存储遗传信息的唯一载体。
2.表观遗传信息可以通过控制基因的表达时间、空间和方式来调控各种生理反应。
所以许多用DNA序列不能解释的现象都能够找到答案。
3.与DNA序列的改变不同，许多表观遗传的改变是可逆的，这使表观遗传疾病的治愈成为可能。
第二节表观遗传修饰一.DNA甲基化(DNA methylation)DNA甲基化是目前研究得最清楚、也是最重要的表观遗传修饰形式。
分子生物学笔记：表观遗传
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。
高中生物学中的表观遗传学
高中生物学中的表观遗传学1900 年，孟德尔规律的再发现诞生了经典遗传学，其影响之广泛、传播之迅速不亚于进化学说的提出。
此后10年，大量遗传学数据相继发表，孟德尔的拥趸者与反对者各执其词。
结束上述争论的是摩尔根及其同事的果蝇杂交实验，随后，染色体遗传学说的提出标志着经典遗传学的兴起。
20世纪60年代，随着对基因本质的阐明和中心法则的扩充和完善，“基因如何控制性状”这一核心问题仿佛已然被解决。
然而，近年来越来越多的证据表明，除去基因（碱基排序）之外，还存在一系列复杂和精细的调控机制，共同决定着性状的形成。
科学家将后者称为表观遗传学（Epigenetics），区别于以基因为核心的经典遗传学。
21世纪的表观遗传学崭新且富有活力，已经成为遗传学领域中不可或缺的组成。
为了紧跟科学前沿，2019年版人教版《必修2·遗传与进化》中增加了表观遗传概念，旨在帮助学生更深入地理解基因表达与性状的关系。
那么，在高中生物教学过程中，教师如何在学生所熟悉的（经典遗传）概念体系中引入新的表观遗传概念呢？对于前者而言，后者是挑战还是完善呢？在讨论上述问题之前，先来看教科书中提供的两个“令人困惑”的遗传现象。
1 小鼠毛色杂交实验教材案例1：纯合黄色小鼠（AvyAvy）与纯合黑色小鼠（aa）杂交，F1代没有表现出黄色，反而呈现出介于黄、黑色的一系列过渡类型。
不难想象，上述现象曾给遗传学家们带来过怎样的困扰。
自然界中类似的现象比比皆是，就连摩尔根都曾因为小鼠体色的遗传问题对孟德尔规律产生过怀疑。
遗传学家们将这种F1代“融合”了双亲性状的现象统称为“不完全显性”。
在表观遗传概念建立之前，人们无法解释上述现象的内在机制。
1999年，Emma Whitelaw等通过对上述案例的分析，终于揭开了表观遗传机制的冰山一角。
此前，科学家们已经知道小鼠毛色的深浅主要由Avy基因所决定。
当Avy基因正常表达时，小鼠毛色呈现黄色，反之则为黑色。
什么是表观遗传学什么是表观遗传学，简述其研究进展
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。
《遗传学》表观遗传学
表观遗传：指在没有DNA序列变化的 基础上，基因表达和调控状态的可遗传 性改变。
表观遗传学：研究不涉及DNA序列改 变的基因表达和调控的可遗传性变化的 科学。
特征：可遗传；可逆性；DNA不变
表观遗传学 vs 遗传学
• DNA is not ‘naked’ • Reversible modifications • Transitory marks in response to
表观遗传学
提纲
1. 表观遗传学介绍 2. 表观遗传学物质基础 3. 等位基因表达不平衡现象
➢ 遗传：龙生龙，凤生凤，老鼠孩子会打洞
➢ 变异：一母生九子九子各不同
➢ 中心法则：基因型决定表型
基因是遗传的基本单位。 DNA通过自身复制传递遗传信息 DNA转录成RNA RNA自身能否复制（RNA病毒） RNA逆转录成DNA RNA翻译成蛋白 DNA基因的序列变化可能导致功能和表型的改变
• Transition from ‘non-mendelian oddity’ to mainstream ‘epigenetic field’ 实现了从”非孟德尔遗传怪像”转变到”表观遗传学领域”的主流
表观遗传学内容
• 物质基础
– DNA甲基化修饰 – 组蛋白修饰 – 染色质构象 – 非编码RNA
DNA甲基化的进化被认为是防御机制的主宰者
表观遗传修饰的重编程： 甲基化与去甲基化
两个阶段 生殖细胞(配子)形成阶段 胚胎植入前的发育
去甲基化-再甲基化 (active demethylation)
de novo methylases are very active in these stage!!!
基因型相同，表型不同
表观遗传学主要内容
表观遗传学主要内容全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：表观遗传学是研究遗传物质之外对基因表达所产生影响的科学领域。
表观遗传学主要关注的是通过不影响DNA序列的改变，而对DNA及其相关蛋白进行修饰，从而调控基因表达的方式。
表观遗传学被认为在细胞分化、发育、疾病进展等方面扮演着重要作用。
表观遗传学的主要内容包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA、噬菌体遗传等。
DNA甲基化是最为常见和重要的一种表观遗传学修饰方式。
DNA甲基化是指在DNA链上的胞嘧啶基团上添加甲基基团的修饰过程。
这种修饰可以抑制基因的转录，从而影响基因的表达。
组蛋白修饰是指组蛋白分子的赋予不同化学修饰，如乙酰化、甲基化等，以调节染色质的结构和功能，从而影响染色质的紧密程度和DNA的可读性。
非编码RNA也是表观遗传学研究的热点内容之一。
非编码RNA 是指不编码蛋白质的RNA分子，包括microRNA（miRNA）、长链非编码RNA（lncRNA）等，它们可以通过介导转录后调控基因的表达和功能，参与信号通路的调控等。
以及噬菌体遗传也是表观遗传学的一个新兴研究领域，噬菌体的遗传物质可以传递到宿主细胞中，从而影响宿主的表观遗传修饰状态。
表观遗传学是一门综合了分子生物学、生物化学、基因组学、生物信息学等多学科知识的学科。
通过研究表观遗传学，我们可以更好地理解基因表达调控的机制，揭示疾病发生发展的内在机理，为疾病的诊断和治疗提供新的思路和方法。
表观遗传学的研究也为基因编辑、干细胞治疗等前沿领域的发展提供了重要的理论支持。
随着技术的不断进步和研究的深入，表观遗传学必将为人类健康和生物学研究带来更多的突破和创新。
第二篇示例：表观遗传学是研究表观遗传现象的一门学科，其主要内容包括遗传变异、表观修饰、染色质结构和功能等方面。
表观遗传学是遗传学领域中一个新兴的研究方向，它研究的对象不是DNA序列本身，而是对DNA序列的修饰和调控。
表观遗传学的研究为我们更好地理解基因表达调控机制和疾病发生的机理提供了重要线索。
表观遗传学简介
表观遗传学简介 （Introduce to Epigenetics）
什么是表观遗传学
表观遗传学(epigenetics) 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、组蛋白乙酰化等。
在基因组中除了DNA和RNA序列以外，还有许多调控基因的信息，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，并且通过细胞分裂和增殖周期影响遗传的一门新兴学科。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。
DNA甲基化
DNA 甲基化是生物关闭基因表达的一种有效手段，也是印迹遗传的主要 机制之一；基因的去甲基化可能使得印迹丢失，基因过度表达，甚至引起 肿瘤或癌症的发生，如促肿瘤生长因子IGF2基因过度表达引发大肠癌。
在特定组织中，非甲基化基因表达,甲基化基因不表达,基因选择性的去甲 基化形成特异的组织类型。
(二) 位点特异性甲基化分析 目前多采用亚硫酸氢盐作前期的基因组DNA预处理。亚硫酸氢盐修饰是 众多序列特异性甲基化检测方法的基础。胞嘧啶（C）与亚硫酸氢钠的 反应可以迅速鉴别出以任何序列存在的5mC，修饰后单链DNA中的C通 过磺酸基作用脱氨基形成U，而CmG不变。
（三）新甲基化位点ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ寻找
表观遗传学
表观遗传学：营养之间的新桥梁与健康摘要：营养成分能逆转或改变表观遗传现象，如DNA甲基化和组蛋白修饰，从而改变表达与生理和病理过程，包括胚胎发育，衰老，和致癌作用有关的关键基因。
它出现营养成分和生物活性食物成分能影响表观遗传现象，无论是催化DNA直接抑制酶甲基化或组蛋白修饰，或通过改变所必需的那些酶反应底物的可用性。
在这方面，营养表观遗传学一直被看作是一个有吸引力的工具，以预防儿科发育疾病和癌症以及延迟衰老相关的过程。
在最近几年，表观遗传学已成为广泛的疾病，例如2型糖尿病的新出现的问题糖尿病，肥胖，炎症，和神经认知障碍等。
虽然开发治疗或预防发现的可能性这些疾病的措施是令人兴奋的，在营养表观遗传学当前的知识是有限的，还需要进一步的研究来扩大可利用的资源，更好地了解使用营养素或生物活性食品成分对保持我们的健康和预防疾病经过修改的表观遗传机制。
介绍：表观遗传学可以被定义为基因的体细胞遗传状态，从不改变染色质结构产生的表达改变的DNA序列中，包括DNA甲基化，组蛋白修饰和染色质重塑。
在过去的几十年里，表观遗传学的研究主要都集中在胚胎发育，衰老和癌症。
目前，表观遗传学在许多其它领域，如炎症，肥胖，胰岛素突出抵抗，2型糖尿病，心血管疾病，神经变性疾病和免疫疾病。
由于后生修饰可以通过外部或内部环境的改变因素和必须改变基因表达的能力，表观遗传学是现在被认为是在不明病因的重要机制的许多疾病。
这种诱导表观遗传变化可以继承在细胞分裂，造成永久的保养所获得的表型。
因此，表观遗传学可以提供一个新的框架为寻求病因在环境相关疾病，以及胚胎发育和衰老，这也是已知受许多环境因素的影响。
在营养领域，表观遗传学是格外重要的，因为营养物质和生物活性食物成分可以修改后生现象和改变的基因的表达在转录水平。
叶酸，维生素B-12，甲硫氨酸，胆碱，和甜菜碱可以影响通过改变DNA甲基化和组蛋白甲基化1 -碳代谢。
两个代谢物的1-碳代谢可以影响DNA 和组蛋白的甲基化：S-腺苷甲硫氨酸（的AdoMet）5，这是一个甲基供体为甲基化反应，并S-腺苷高半胱氨酸（的AdoHcy），这是一种产物抑制剂的甲基化。
遗传学知识：表观遗传学的遗传基础
遗传学知识：表观遗传学的遗传基础表观遗传学的遗传基础表观遗传学是研究表观遗传现象和表观遗传机制的学科，是基因表达调控和发育分化等生命科学的重要分支。
在表观遗传学中，研究对象是基因表达和调控过程中不涉及DNA序列的遗传信息，主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等遗传标记和机制。
DNA甲基化是表观遗传学研究的重要内容之一。
它是生物体内一种常见的DNA化学修饰方式，包括在DNA链上加入甲基基团，从而改变某些基因的表达。
常见的DNA甲基化位置是CpG二核苷酸富集区域，这些区域也被称为CpG岛。
DNA甲基化通常被认为是一种基因的沉默状态，因为DNA甲基化会阻止转录因子与DNA结合，并从而阻止基因的转录和表达。
同时，DNA甲基化在胚胎发育和稳态维持等过程中，也发挥着重要的调控作用。
组蛋白修饰是表观遗传学另一个重要的研究方向。
组蛋白是染色质中的主要组成部分之一，它决定了染色质在细胞生命周期中的结构和状态，并且对基因的表达调控起重要作用。
组蛋白修饰包括甲基化、酰化、泛素化和磷酸化等多种方式，这些修饰可以改变组蛋白的结构和亲和性，从而影响基因的转录和表达。
组蛋白修饰不仅在基因表达调控中发挥着作用，同时在胚胎发育和细胞分化等生物学过程中也发挥着重要的调控作用。
非编码RNA也是表观遗传学研究的重要内容之一。
它包括多种形态，如miRNA、lncRNA、siRNA等，具有不同的功能和寿命。
非编码RNA可以通过不同的机制，影响基因的转录和表达，从而参与到基因的表达调控和发育分化等过程中。
例如，miRNA可以与靶基因的mRNA结合，从而降解或抑制其转录和表达；lncRNA则可以通过调节基因底物的转录、剪切、折叠和定位等方式，参与到基因表达调控的不同层次中。
表观遗传学的遗传基础不仅涉及到基因表达调控和发育分化等生命科学领域，还涉及到多种疾病的发生和发展。
例如，肿瘤细胞中存在大量的DNA甲基化异常和组蛋白修饰异常，从而导致肿瘤相关基因的异常表达和功能失调；同时，许多遗传性疾病也与表观遗传学的异常相关，如PWS、AS和Rett综合征等。
遗传与表观遗传知识点总结
遗传与表观遗传知识点总结遗传与表观遗传是生物学中重要的概念，揭示了生物体遗传信息的传递和表达方式。
本文将对遗传与表观遗传的基本知识点进行总结，旨在帮助读者更好地理解这些概念的核心内容。
1. 遗传基因的概念遗传基因是生物体内用来编码遗传信息的DNA片段，通过遗传传递给后代。
每个基因对应一个特定的功能性RNA或蛋白质，决定了个体的性状和功能。
2. 孟德尔遗传定律孟德尔通过对豌豆杂交实验的观察，提出了遗传学的基本原理。
他总结出了两个重要的定律：单性性状的分离定律和双性性状的分离定律。
这些定律揭示了基因在遗传过程中的传递规律。
3. 遗传变异与进化遗传变异是指个体间基因组中的差异。
这些差异可以是由基因突变引起的，也可以是由基因重组或遗传重组引起的。
遗传变异是进化的基础，通过不断积累起来，生物种群逐渐适应环境的改变。
4. 染色体与遗传物质染色体是生物体内遗传物质的载体，是DNA的线性组织形式。
通过对染色体的研究，科学家们发现了基因的存在，并确定了基因与染色体之间的关系。
这一发现为遗传研究提供了基础。
5. 基因的表达与调控基因的表达是指基因通过转录和翻译过程产生功能性的RNA或蛋白质。
基因表达的调控涉及到转录调控和转录后调控两个层次。
转录调控通过启动子、转录因子等调控元件来调节基因的转录水平。
转录后调控则是基于转录产物的稳定性和可行性。
6. 遗传与环境的相互作用遗传与环境之间存在着复杂的相互作用关系。
生物体的性状不仅受到基因的影响，还受到环境条件的影响。
这种相互作用可以是增强或减弱了基因效应，同时还可以产生新的表型。
7. 表观遗传的概念与机制表观遗传是指在没有改变DNA序列的情况下，通过染色质结构和化学修饰对基因的表达进行调控。
表观遗传机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等，它们可以影响染色质的结构和构象，从而影响基因的可及性。
8. 遗传与表观遗传在疾病中的作用遗传和表观遗传异常在许多疾病的发生和发展中发挥重要作用。
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1.表观遗传学概念表观遗传是与DNA 突变无关的可遗传的表型变化，且是染色质调节的基因转录水平的变化，这种变化不涉及DNA 序列的改变。
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。
表观遗传学内容包括DNA 甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、遗传印记、随机染色体失活及非编码RNA 等调节。
研究表明，这些表观遗传学因素是对环境各种刺激因素变化的反映，且均为维持机体内环境稳定所必需。
它们通过相互作用以调节基因表达，调控细胞分化和表型，有助于机体正常生理功能的发挥，然而表观遗传学异常也是诸多疾病发生的诱因。
因此，进一步了解表观遗传学机制及其生理病理意义，是目前生物医学研究的关键切入点。
别名：实验胚胎学、拟遗传学、、外遗传学以及后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。
2.表观遗传学现象（1）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]。
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。
（2）基因组印记基因组印记是指来自父方和母方的等位基因在通过精子和传递给子代时发生了修饰，使带有亲代印记的等位基因具有不同的表达特性，这种修饰常为DNA甲基化修饰，也包括组蛋白乙酰化、甲基化等修饰。
在形成早期，来自父方和母方的印记将全部被消除，父方等位基因在精母细胞形成精子时产生新的甲基化模式，但在受精时这种甲基化模式还将发生改变；母方等位基因甲基化模式在卵子发生时形成，因此在受精前来自父方和母方的等位基因具有不同的甲基化模式。
目前发现的大约80%成簇，这些成簇的基因被位于同一条链上的所调控，该位点被称做印记中心(imprinting center, IC)。
印记基因的存在反映了性别的竞争，从目前发现的印记基因来看，父方对的贡献是加速其发育，而母方则是限制胚胎发育速度，亲代通过印记基因来影响其下一代，使它们具有性别行为特异性以保证本方基因在中的优势。
印记基因的异常表达引发伴有复杂突变和表型缺陷的多种人类疾病。
研究发现许多印记基因对胚胎和胎儿出生后的生长发育有重要的调节作用，对行为和大脑的功能也有很大的影响，印记基因的异常同样可诱发癌症。
（3）非编码RNA在表观遗传学中的作用功能性在基因表达中发挥重要的作用，按照它们的大小可分为长链非编码RNA和短链非编码RNA。
长链非编码在基因簇以至于整个染色体水平发挥顺式调节作用。
在果蝇中调节“剂量补偿”的是roX RNA，该RNA还具有反式调节的作用，它和其它的共同构成MSL复合物，在雄性果蝇中调节X染色体活性。
在中Xist RNA调节X染色体的失活，其具有特殊的模体可和一些蛋白共同作用实现X染色体的失活。
Tsix RNA 是Xist RNA的反义RNA，对Tsix起负调节作用，在X 染色体随机失活中决定究竟哪条链失活。
air RNA调节一个基因簇的表达，该基因簇含有3个调节生长的基因[38]。
长链RNA常在基因组中建立单等位基因表达模式，在核糖核蛋白复合物中充当催化中心，对染色质结构的改变发挥着重要的作用。
短链RNA在基因组水平对基因表达进行调控，其可介导mRNA的降解，诱导染色质结构的改变，决定着细胞的分化命运，还对外源的核酸序列有降解作用以保护本身的基因组。
常见的短链RNA为小干涉RNA(short interfering RNA, siRNA)和微小RNA(microRNA, miRNA)，前者是RNA干扰的主要执行者，后者也参与RNA干扰但有自己独立的作用机制。
非编码RNA与疾病非编码RNA对防止疾病发生有重要的作用。
染色体着丝粒附近有大量的转座子，转座子可在染色体内部转座导致基因失活而引发多种疾病甚至癌症，然而在着丝粒区存在大量有活性的短链RNA，它们通过抑制转座子的转座而保护基因组的稳定性。
在细胞分裂时，短链RNA异常将导致染色体无法在着丝粒处开始形成异染色质，细胞分裂异常，如果干细胞发生这种情况可能导致癌症的发生。
siRNA 可在外来的诱导下产生，通过RNA干扰清除外来的核酸，对预防传染病有重要的作用。
RNA干扰已大量应用于疾病的研究为一些重大疾病的治疗带来了新的希望。
非编码RNA不仅能对整个染色体进行活性调节，也可对单个基因活性进行调节，它们对基因组的稳定性、细胞分裂、个体发育都有重要的作用。
RNA干扰是研究人类疾病的重要手段，通过其它物质调节RNA 干扰的效果以及实现RNA干扰在特异的组织中发挥作用是未来RNA干扰的研究重点。
（4）染色体重塑染色质重塑复合物依靠水解ATP提供能量来完成染色质结构的改变，根据水解ATP的亚基不同，可将复合物分为SWI/SNF复合物、ISW复合物以及其它类型的复合物。
这些复合物及相关的蛋白均与转录的激活和抑制、DNA的甲基化、以及细胞周期相关。
ATRX、ERCC6、SMARCAL1均编码与SWI/SNF复合物相关的ATP酶。
ATRX突变引起DNA甲基化异常导致数种遗传性的智力迟钝疾病如：X连锁α-地中海贫血综合征、Juberg-Ma rsidi综合征、Carpenter-Waziri 综合征、Sutherland-Haan综合征和Smith-Fineman-Myers综合征，这些疾病与核小体重新定位的异常引起的基因表达抑制有关。
ERCC6的突变将导致Cerebro-Oculo-Facio-Skeletal综合征和B 型Cockayne综合征。
前者表现为出生后发育异常、神经退行性变、进行性关节挛缩、夭折；后者表现出紫外线敏感、骨骼畸形、侏儒、神经退行性变等症状。
这两种病对紫外诱导的DNA损伤缺乏修复能力，表明ERCC6蛋白在DNA修复中有重要的作用。
SMARCAL1的突变导致Schimke免疫性骨质发育异常，表现为多向性T细胞免疫缺陷，临床症状表明SMARCAL1蛋白可能调控和细胞增殖相关的基因的表达。
BRG1、SMARCB1和BRM编码SWI/SNF复合物特异的ATP酶，这些酶通过改变染色质的结构使成细胞纤维瘤蛋白(Retinoblastoma protein, RB蛋白)顺利的行使调节细胞周期、抑制生长发育以及维持状态的功能，这三个基因的突变可导致肿瘤形成。
染色质重塑异常引发的人类疾病是由于重塑复合物中的关键蛋白发生突变，导致染色质重塑失败，即核小体不能正确定位，并使修复DNA损伤的复合物，等不能接近DNA，从而影响基因的正常表达。
如果突变导致抑癌基因或调节细胞周期的蛋白出现异常将导致癌症的发生。
（5）DNA复制相关组蛋白乙酰化、去乙酰化与人类疾病DNA组蛋白乙酰化与基因活化以及复制相关，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。
乙酰化酶家族可作为辅激活因子调控转录，调节细胞周期，参与，还可作为。
去乙酰化酶家族则和、转录调控、基因沉默、、细胞分化和增殖以及相关。
CREB结合蛋白(CREB binding protein,CBP)、E1A 结合蛋白p300(E1A binding protein p300,EP300)和锌指蛋白220(zinc finger 220,ZNF220)均为乙酰化转移酶。
CBP是cAMP的辅激活蛋白，通过乙酰化组蛋白使和cAMP应答元件作用的启动子开始转录，它的突变导致Rubinstein Taybi综合征，患者智力低下、面部畸形、拇指和拇趾粗大、身材矮小。
CBP和EP300均可抑制肿瘤的形成，在小鼠瘤细胞中确定了CBP的突变，在结肠和乳房瘤细胞系中确定了EP300的突变，另外ZNF220异常和人的急性进行性髓性白血病相关。
如果突变导致错误的激活去乙酰化酶或错误的和去乙酰化酶相互作用，将可能导致疾病的发生。
甲基化CpG-结合蛋白-2(methyl cytosine binding protein-2,MeCP2)可募集去乙酰化酶到甲基化的DNA 区域，使组蛋白去乙酰化导致染色质浓缩，MeCP2的突变导致，患者出生即发病、智力发育迟缓、伴孤独症。
若阻碍去乙酰化酶的功能，则可抑制癌细胞的增殖和分化，可用于急性早幼粒细胞性白血病, 急性淋巴细胞性白血病和的治疗。
乙酰化酶的突变导致正常基因不能表达，去乙酰化酶的突变或一些和去乙酰化酶相关的蛋白的突变使去3.表观遗传学在抗肿瘤领域的研究现状及前景（1） DNA甲基化异常与肿瘤发生① DNA甲基化修饰肿瘤细胞整个基因组中普遍存在低甲基化。
染色质结构因为低甲基化的大范围出现而引起改变，通过降低染色的质凝聚程度，可以使基因组的不稳定性增加，从而导致肿瘤的发生。
DNA的甲基化是由S2腺苷甲硫氨酸作为甲基供体，使胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶(mC) 的反应。
在一般的状态下，基因启动子区的CpG岛是没有发生甲基化的，如果发生甲基化，就会使基因不发生转录。
在这种情况下，一些抑制癌症的基因、DNA修复的基因等等就会失去功用，使正常细胞的培养与调控发生改变以及DNA损害不能被及时复原，从而产生肿瘤。
②组蛋白乙酰化修饰组蛋白是一类小分子碱性基础结构蛋白质，具有五种类型：H1、H2a、H2b、H3、H4，它们能够与DNA中带负电荷的磷酸基团相互作用。
组蛋白乙酰化酶（HAT）是组蛋白乙酰化的关键酶，组蛋白的乙酰化程度就是由其决定着，与肿瘤异常基因表达有关。
在HAT基因剔除试验中，p300-/-小鼠在妊娠的早期就死亡了，其神经形成、细胞增殖和心脏发育等方面存在很多缺点；p300-/+小鼠的胚胎期的死亡数量非常多，在胚胎分开的细胞中包含特异性的转录缺点与增殖障碍。
③染色质重组染色质重组是指染色质的位置、结构等包括紧缩的染色质丝在核小体连接处松开，从而使染色质发生释放，显出了转录基因启动子区中的顺式作用元件，使其可能与反式作用因子结合[5]。