表观遗传学—基因组印记
表观遗传学 基因组印记
表观遗传学第五章 基因组印记Epigenetics, 2008-2009, Semester 1, USTC内容纲要r1. r2. r3. r4. r5. r6.基那印印配印因些记记子记组基是基发的印 因 如 因 育 维生记 是 何 的 过 持物印 判 介 程 和w秀w记 读 绍 中 修-w基 的 印 改专.b因 ？ 记心b？ 机i做o制o生.c是物o如m何启动的？Epigenetics, 2008-2009, Semester 1, USTC基因印记物 r1. 由表观遗传修饰决定的，来源于双亲 (Parent生 of-origin) 的特异性表达的基因。
心做 .com |A. 两个等位基因中只有一个印记基因表达 -专 ioo |B. 可遗传的修饰，并且不改变基因序列的组成生物w秀ww.bb r2. 由双亲基因组功能的不对称性所决定Epigenetics, 2008-2009, Semester 1, USTC基因印记r1. 父系印记基因:物 |来自父系的等位基因的表达被抑制 做生om |来自母系的等位基因表达 (mono-allelic) -专心bioo.c r2. 母系印记基因: 秀 .b |来自母系的等位基因的表达被抑制 生物www |来自父系的等位基因表达 (mono-allelic)Epigenetics, 2008-2009, Semester 1, USTC印记基因物 r1. 在小鼠中已发现>80个印记基因 生 |一般认为在人中具有大致相等数量的印记基因 做 om |基因表达谱的分析结果表明可能有更多的印记基因-专心bioo.c r2. 主要功能: 出生前的生长发育; 秀 .b |父系基因的表达 à 胚胎发育能力增强 生物 ww |母系基因的表达 à 胚胎发育能力削弱w r3. 在特定细胞系及神经发育方面有重要功能Epigenetics, 2008-2009, Semester 1, USTC基因组印记的相关理论r1. 两性之战 (Kinship)，遗传斗争 (Genetic Conflict),物 双亲投资 (Parental Investment) 做生 m |1. 许多印记基因与胎儿 (fetus) 和胎盘 (placenta)的生长和 心 .co 发育相关 -专 ioo |2. 父系：希望后代健康，能够延续基因的存在。
表观遗传学
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
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、
启动子区甲基化DNA，并影响组蛋白H3甲基转移酶的活性， 促使组蛋白H3的赖氨酸甲基化，后者与DNA甲基化一起对 H19基因的表达起抑制作用。
DNA甲基化模式：正常细胞 vs. 癌症
影响DNA甲基化的因素
1.DNA甲基化转移酶(DNA Methyltransferase,DNMT)
2. 组蛋白甲基化 3.饮食等环境因素对DNA甲基化的影响
转录起始：1, Structural preparation: chromatin modulation
> 30 nm 10 nm (beads-on-a-string); 2, Formation of pre-initiation complex.
染色质调整 chromatin modulation
A. Histone acetyltransferase，HAT (>30) B. Histone deacetylase, HDAC (18)
基因组印记由印迹中心调控
基因组印记由印迹中心调控基因组印记是一种表观遗传学现象，它通过调控基因的表达来影响个体的发育和功能。
印迹中心是基因组印记的关键调控区域，它在胚胎发育和成体维持中起着重要的作用。
基因组印记是父母基因在子代中不对称表达的现象。
在基因组的一些特定区域，只有来自父亲的基因表达，而母亲的基因则被沉默。
同样，在其他区域，只有来自母亲的基因表达，而父亲的基因则被沉默。
这种不对称的表达是通过DNA甲基化来实现的。
DNA甲基化是一种化学修饰，通过在DNA分子上添加甲基基团来改变基因的表达。
在基因组印记的区域，父母基因的DNA甲基化模式是不同的，这导致了基因的不对称表达。
印迹中心是基因组印记调控的关键区域。
在印迹中心，一组特定的基因被调控，这些基因的表达直接影响了基因组印记的形成和维持。
印迹中心通常包含一个或多个印迹基因，这些基因的表达受到DNA 甲基化和其他表观遗传修饰的调控。
印迹基因可以是编码蛋白质的基因，也可以是非编码RNA基因。
印迹中心的功能是在胚胎发育和成体维持中维持基因组印记的稳定。
在胚胎发育早期，印迹中心负责建立基因组印记的初级状态。
在这个过程中，父母基因的DNA甲基化模式被传递给子代细胞，从而确保基因组印记的遗传稳定性。
在胚胎发育后期和成体维持阶段，印迹中心则负责维持基因组印记的稳定状态。
它通过调控印迹基因的表达，监测和修复基因组印记的异常，从而确保基因组印记的稳定性和正常功能。
印迹中心的调控机制非常复杂。
它涉及到DNA甲基转移酶、DNA 甲基化修饰酶、组蛋白修饰酶等多种酶的活动。
这些酶通过添加或去除DNA甲基化和组蛋白修饰，调控印迹基因的表达。
此外，印迹中心还受到多种调控因子的调控，包括转录因子、非编码RNA 和其他表观遗传修饰酶。
这些调控因子可以与印迹中心的DNA结合，直接或间接地影响印迹基因的表达。
研究人员对印迹中心的调控机制进行了广泛的研究。
他们发现，印迹中心的异常活动与多种疾病的发生和发展密切相关。
表观遗传学
表观遗传学对医学的影响张小蔫摘要：随着人们对表观遗传学的深入了解，人们对表观遗传疾病的机理及表观遗传治疗的研究也得到了进一步发展。
这些疾病与基因印记、DNA的甲基化、组蛋白修饰等表观遗传过程相关。
这些非DNA序列的改变导致了可遗传的表型变化，也引发了一些疾病的产生。
本文就表观遗传学及其在医学方面的研究进展做一综述。
关键词：表观遗传；DNA甲基化；组蛋白修饰；基因印记；表观遗传治疗The Impact of Epigenetics on Medical Abstract：With in-depth understanding of the epigenetics, mechanism of epigenetic disease and the study of epigenetic therapy has been further developed. These diseases are related to genomic imprinting , DNA methylation, histone modifications and other epigenetic processes. These non - DNA sequence changes lead to heritable phenotypic changes also led to the generation of a number of diseases . In this paper, epigenetics and its progress in medical research are reviewed .Keywords:epigenetics;DNA methylation; histone modifications; genomic imprinting;epigenetic therapy在经典遗传学的理论中，遗传的分子基础是核酸，生命的遗传信息贮存在核酸的碱基序列上，几乎所有的生命活动都受基因调控，甚至人类的精神活动也与基因表达有关。
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。
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]。
《基因组表观遗传》课件
基因组表观遗传学涉及到DNA甲基化 、组蛋白修饰和非编码RNA等机制， 这些机制可以调控基因的表达，影响 生物体的发育和疾病发生。
表观遗传学的重要性
疾病发生
01
表观遗传学异常可以导致多种疾病，如癌症、神经退行性疾病
和代谢性疾病等。
药物研发
02
理解表观遗传学机制有助于开发新的药物，针对特定的表观遗
通过染色质免疫沉淀技术，研究 蛋白质与DNA的相互作用和染色 质结构的变化。
02
甲基化检测技术
利用甲基化检测技术，了解DNA 甲基化水平及其在基因表达调控 中的作用。
03
蛋白质相互作用研 究
通过蛋白质相互作用研究，揭示 蛋白质之间的相互作用和功能关 联。
遗传学技术
遗传分离分析
利用遗传分离分析技术，研究基因与性状之间的遗传关系和遗传 规律。
基因组表观遗传学
目录
• 基因组表观遗传学概述 • 表观遗传学的主要机制 • 表观遗传学与疾病 • 表观遗传学的研究方法 • 表观遗传学的应用前景 • 表观遗传学的挑战与展望
01
基因组表观遗传学概 述
定义与特点
定义
基因组表观遗传学是一门研究基因表 达方式如何在基因序列不发生变化的 情况下发生可遗传变化的科学。
数据挖掘
利用数据挖掘技术，从大规模基因组数据中提取 有意义的信息，揭示基因组中的模式和规律。
统计分析
通过统计分析方法，对基因组数据进行处理和解 释，以发现其中的统计学规律和关联性。
3
数据库和资源
利用生物信息学数据库和资源，存储、管理和查 询基因组数据，提供数据共享和交流的平台。
分子生物学技术
01
染色质免疫沉淀技 术
表观遗传学-不依赖于DNA序列的遗传现象
一、基因组印记
印记基因的特征： 3、具有等位基因不同的甲基化区域
(differentially methylated regions, DMRs) 有些是在所有细胞里，有些具有组织特异性 有些甲基化的DMR存在于激活的等位基因中，有些则
存在于失活的等位基因中
4、DNA复制不同步性
表观遗传学
——基因组印记
一、基因组印记
什么是基因组印记？
组织或细胞中，基因的表达具有亲本选择性，即 只有一个亲本的等位基因表达，而另一亲本的等 位基因不表达或很少表达的现象，相应的基因则
称为印记基因
父系不表达称父系印记 母系不表达称母系印记
一、基因组印记
印记的发现：
Helen Crouse于1960 年在昆虫中首次提出
必需的
一、基因组印记
印记的发现：
DeChiara小鼠Igf2基因敲除实验(1991)： 父系敲除，则发育成的动物个体小 母系敲除，则动物的个体没有变化 在正常的野生型胚胎中，只有父本基因表达，而 母本的基因则表现为沉默。
首次证实了印 记基因的存在
小鼠Igf2基因为第一个 被鉴定的印记基因
表观遗传变异的发展简史
1939年，Waddington CH 首先在《现代遗传学导论》中提 出了表观遗传学（epigenetics）这一术语。
1942年定义为生物学的分支，研究基因与决定表型的基因 产物之间的因果关系。
1975年，Hollidy R 对表观遗传学进行了较为准确的描述。
他认为表观遗传学不仅在发育过程，而且应该在成体阶 段研究可遗传的基因表达的改变，这些信息能经过有丝分裂 和减数分裂在细胞和个体世代间传递，而不借助于DNA序列 的改变，也就是说表观遗传是非DNA序列差异的核遗传。
表观遗传学的作用机制
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。
表观遗传学-基因组印记教学教材
04
表观遗传学与疾病
表观遗传学与疾病的关系
表观遗传学是研究基因表达水平上遗传变异的一 门科学，它与疾病的发生和发展密切相关。
环境因素、生活习惯、饮食等可以通过表观遗传 机制影响基因的表达，进而导致疾病的发生。
表观遗传学的重要性
总结词
表观遗传学对于理解生物学过程、疾病机制和环境影 响等方面具有重要意义。
详细描述
表观遗传学在多个领域都具有广泛的应用价值。首先 ，它有助于我们深入理解生物体的发育和生理过程， 阐明一些生物学现象的机制。其次，表观遗传学对于 疾病的研究和治疗也具有重要意义，它可以揭示疾病 的发病机制，并提供新的治疗策略和药物靶点。此外 ，表观遗传学还能帮助我们了解环境因素对人类健康 的影响，为预防和治疗相关疾病提供科学依据。
组织特异印记基因
指在特定组织或器官中表达的基因，其表达水平受 到表观遗传修饰的影响，这种影响通常与发育和分 化过程中的细胞命运决定有关。
肿瘤相关印记基因
指在肿瘤发生和发展过程中起重要作用的基因，其 表达水平异常与肿瘤细胞的增殖、分化和转移有关 。
基因组印记的生物学意义
基因组印记是生物个体发育和表型形成的重要调控 机制之一，它能够影响个体的生长发育、行为和代 谢等生理过程。
表观遗传学-基因组印记教学 教材
目
CONTENCT
录
• 表观遗传学简介 • 基因组印记 • 表观遗传学与基因组印记的关系 • 表观遗传学与疾病 • 展望与未来研究方向
01
表观遗传学简介
表观遗传学的定义
总结词
表观遗传学是一门研究基因表达方式如何受到环境和其他非基因 序列因素影响的科学。
表观遗传学—基因组印记25页文档
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
Байду номын сангаас表观遗传学—基因组印记
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
表观遗传学
表观遗传学表观遗传学是与遗传学相对应的概念。
遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平的变化；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的变化，表观遗传的现象很多，已知的有DNA甲基化、染色质重塑、基因组印记、X染色体失活、非编码RNA等。
一、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。
DNA甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达。
DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。
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的重要研究内容。
例题1.（17分）表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变。
DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。
某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG 岛”。
其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。
细胞中存在两种DNA甲基化酶（如图1所示），从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化。
（1）由上述材料可知，DNA甲基化（选填“会”或“不会”）改变基因转录产物的碱基序列。
（2）由于图2中过程①的方式是，所以其产物都是甲基化的，因此过程②必须经过的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
（3）研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制_________。
（4）小鼠的A基因编码胰岛素生长因子-2（IGF-2），a基因无此功能（A、a位于常染色体上）。
IGF-2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。
在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。
表观遗传学(研究生)
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31
研究表明，在哺乳动物中相当数量的印迹基因 是与胎儿的生长发育和胎盘的功能密切相关的。
迄今已发现的印迹基因已有150余个，大多成 簇排列，其中许多是疾病基因。虽多数印迹基 因的作用机制尚不清楚，然而几乎都与DNA甲 基化型的异常相关联。
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32
组蛋白修饰
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33
DNA Packing
来自母系的等位基因的表达被抑制来自父系的等位基因表达每一个印记基因簇由一个印记控制元件imprintcontrolelementice所调控也称为印记控制区域imprintcontrolregionicr或者印记中心imprintingcentreic在cpgislands内或附近通常有成簇的有向的重复片段印记基因的特征涉及到不同亲本来源的印迹基因的dna甲基化型都是在生殖细胞成熟过程中建立的
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24
PWS和AS综合症表明，父亲和母亲的基因组在 个体发育中有着不同的影响，这种现象称为基 因组印迹(genomic imprinting)。
由于源自某一亲本的等位基因或它所在染色 体发生了表观遗传修饰，导致不同亲本来源 的两个等位基因在子代细胞中表达不同。在 基因组中的这类现象就是基因组印记。
(4) Genomic imprinting
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14
表观遗传学的研究已成为基因组测序后 的人类基因组重大研究方向之一。这一 飞速发展的科学领域从分子水平揭示了 复杂的生物学现象，为解开人类和其他 生物的生命奥秘、造福人类健康带来了 新希望。
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15
从现在的研究情况来看，表观遗传学变化 主要集中在三大方面：
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XIC失活基因编码出对应的 RNA，这些RNA包裹在合成它 的X染色体上，当达到某一 水平后，在DNA甲基化和组 蛋白修饰的参与下共同导致 并维持X染色体的失活。
高中生物校本课程-浅析表观遗传学在高中生物的应用
例 1 组蛋白是构成真核生物染色体的基本结构蛋白。用聚丙烯酰胺凝胶电泳可 以区分 5 种不同的组蛋白: H1、H2A、H2B、H3 和 H4。研究发现，核心组蛋白 的肽链末端受到多种化学修饰的调控，比如 H4末端 Lys8( Lys 代表赖氨酸) 和 Lys16 的双乙酰化能够招募转录相关蛋白，促进基因表达; 而 H3 的 N 末端 Lys9 的甲基化会促进 DNA 包装蛋白的结合，压缩染色质结构，抑制基因表达。 下列相关叙述中，正确的是( ) A．大肠杆菌中没有染色体结构，其拟核中的 DNA从不与蛋白质结合 B．ＲNA 聚合酶能识别 DNA 上的起始密码子并与之结合，启动基因的转录 C．猪成熟的红 细胞 在 衰老 时，控制其凋亡的基因开始招募转录相关蛋白 D．特定的修饰状态可以决 定组蛋白的活性，从而决定基因的表达与沉默
甲基化是一个可逆过程。组蛋白甲基化赖氨酸的去甲 基化由赖氨酸特异性去甲基化酶催化，它能够特意去 除H3K4的甲基基团，参与转录抑制作用；当LDS1 与雄激素受体结合后其特异性发生改变，能过去除 H3K9的甲基基团，从而参与基因转录的激活。
组蛋白不同修饰之间的相互影响可发生在同一组蛋白上， 称为顺式作用；在不同组蛋白之间，称为反式作用
玳瑁猫的两条 X 染色体中会有一条随机失活，控制毛色呈黄色或黑色的 基因也只有一个起作用，使玳瑁猫的毛色呈黄、黑花斑状分布。
椎实螺是雌雄同体的动物，其外壳的旋转方 向可以是左旋的，也可以是右旋的。已知椎 实螺外壳旋向由一对等位基因控制，但下一 代螺壳的表现型决定于上一代母本的基因型。 以下是以纯合椎实螺为亲本对其外壳旋向的 遗传方式所做的研究。下列分析中错误的是 （）
基因组印记名词解释
基因组印记名词解释基因组印记是指以DNA为原料，由一定的结构和方式而形成的生物记录。
它们是细胞的进化历史，由古代细胞经过几十亿年的演化而形成的模式。
该模式结合了发育生物学、遗传学、分子生物学和其他生命科学研究中的概念，可以描述一个物种在它的特定历史时间内被进化和维持的过程，以了解不同物种之间的关系，以及人类和其他物种之间的关系。
基因组印记有着多种形式，可以划分为三类：发育印记、表观遗传学印记以及分子遗传学印记。
发育印记指的是物种的发育过程中，形成的形态和结构特点。
这种印记可以帮助描述和分析动物的进化历史，用于识别物种。
表观遗传学印记指的是基因组中有着特殊表观效应的基因和组合，它们可以调控和影响基因组中特定基因的表达。
最后，分子遗传学印记指的是基因组中的某些分子特征，比如基因的次序或特定标记，它们可以用来鉴别物种的祖先本身的特殊特征。
基因组印记在进化及系统发育研究上有着重要的意义，因为它们可以提供有关一个物种进化及发育的详细信息。
同时，研究者还可以利用基因组印记来比较不同物种之间的相似性和差异性，从而推断它们之间的亲缘关系。
基因组印记也可用于生物通用性检测与鉴定，用于特定物种的识别，也可用于动物及植物在环境变化中的生物迁移研究。
基因组印记也可以用于病原微生物的识别，微生物病毒的基因组印记可以用于对病毒的风险评估，以此来识别潜在的病毒或细菌。
同时，基因组印记也可用于植物的认证，用来识别植物品种、判断品种的可传输性，以及优化植物种质资源的利用。
基因组印记不仅用于描述物种的历史和进化，而且也可以被用于鉴定和标记物种，甚至可以用于预测物种的未来变化情况。
它是一种深入了解物种真实起源和种群演化历史的有力工具。
因此，基因组印记功能的开发和研究不仅有助于鉴定物种，还有助于更好地理解物种的进化和变化情况，进而为更好的生物多样性保护，物种保护，气候变化适应提供重要的理论支持和实践经验。
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发 展 历 史
1939 年，生物学家 Waddington CH 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，研究基因与决定表型的基因产物之 间的因果关系”。
发 展 历 史
1975年，Hollidy对表观遗传学进行了较为 准确的描述。 他认为表观遗传学不仅在发育过程，而且 应在成体阶段研究可遗传的基因表达改变， 这些信息能经过有丝分裂和减数分裂在细 胞和个体世代间传递，而不借助于 DNA序列 的改变，也就是说表观遗传是非DNA序列差 异的核遗传。
基因组印记可以是共价标记（DNA甲基化） 上的，也可以是非共价标记（DNA-蛋白质和 DNA-RNA互作，核基因组定位）。 印记调控区(Imprinting control regions, ICRs)是印记基因表达的关键调控序列，来 源于双亲等位基因中的一个ICR 会被DNA甲 基化标记，这些区域的差异性甲基化 (Differentially methylated regions, DMRs)使双亲等位基因出现差异表达。
ZFP57通过结合甲基化DNA的六聚核苷酸序 列TGCCGC，抑制基因表达。 TRIM28是一种转录中介因子，是许多基 因转录调控复合体中的桥梁分子。
DNMT1属于DNA甲基化转移酶家族，既能 催化重头甲基化又能维持甲基化DNA。
胰岛素样生长因子2( IGF2) 存在基因组印记 的现象， IGF2能促进细胞的增殖、分化以及 个体的生长发育并抑制细胞凋亡 。IGF2基因 组印记与多种肿瘤的发生、发展相关 。 来源于父方的基因Igf2对胚胎的贡献是促进胎 儿生长，加速其发育，促进胎盘发育为胎儿提 供更多营养。父系表达基因tgf2的缺失导致胎 儿在宫内生长迟缓。
可逆转。
印记过程
在胚胎时期，原始生殖细胞(primordial germ cell，PGC）形成期间，细胞中的印 记被擦除(去甲基化)；当原始生殖细胞发 育至成熟的配子这一阶段，又重新建立起 基因组印记(重新甲基化)；
甲基化的重建决定了细胞分化的命运，形 成的印记，在体细胞分裂中稳定遗传。
印记的基因只占人类基因组中的少数，但在 胎儿的生长和行为发育中起着至关重要的作 用。印记的异常表达，通常带来伴有复杂突 变和表型缺陷的疾病主要表现为过度生长、 生长迟缓、智力障碍、行为异常。目前在肿 瘤的研究中认为印记缺失是引起肿瘤最常见 的遗传学因素之一。
BWS综合征
包括巨舌、脐凸出或 其他脐异常、躯体巨 大、肝大、一过性低 血糖、上颌发育不良 等
表观遗传学—基因组印记
14.12.13
一直以来人们认为DNA的双螺旋结构决定着 物种生命的表型。
公驴和母马杂交会生下近似于马的马骡； 而公马和母驴杂交，则会生下近似于驴的 驴骡。
同卵双生的双胞胎，在胚胎时期虽然其细 胞核DNA序列完全一致，但是在生长发育过 程中，却会培养出不同的性格，而且身体 健康状况也不尽相同。
X染色体的失活
人和小鼠的印记基因相类似，到2010年4月为 止，已被证实的人类印记基因有61个，小鼠 印记基因和印记候选基因约有120多个 (/IGC)。
印记基因的特点
单等位表达，即性别特异性； 很少单独存在，约有80％以上是呈簇排列，印记区 域联系紧密且相互依赖； 含有一个或几个差异甲基化区(differential methylation domain／region，DMD／DMR)，又称印 记调控区(imprinting control regions，ICR)； 在印记基因的ICR内富含胞嘧啶鸟嘌呤(cytidine— phosphate—guanosine，CpG)的CpG岛，容易被甲基 化修饰；
发 展 历 史
现代表观遗传是指在基因的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，并产生可以遗传的表型。
基因表达模式
表观遗传学的特点
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； 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； 没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来 解释。
Prader-Willi综合征
智力低下，过度肥胖， 身材矮小，小手小 足„„
快乐木偶综ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ症
快乐木偶综合症(AngelmanSyndrome，简 称AS)，是母源15号染色体q11-q13缺失所 致。
会双手举高，挥舞，脚下不稳，就像被人 牵线的木偶;经常发笑，很快乐的样子。
表观遗传学信息：何时、何地、以何种方 式去应用遗传信息
表观遗传学的研究内容：
基因选择性转录表达 的调控
DNA甲基化 基因组印记 组蛋白共价修饰 染色质重塑
基因转录后的调控
基因组中非编码RNA 微小RNA（miRNA） 反义RNA 内含子、核糖开关等
基因组印记（Genomic imprinting）：又称 遗传印记，是指基因的表达与否取决于它们是 在父源染色体上还是在母源染色体上。有些印 记基因只从母源染色体上表达，而有些则只从 父源染色体上表达。
母源效应蛋白
在卵母细胞成熟过程中，母源基因组转录 本会不断累积。大多会消失，但是仍然还 有一些母源转录本在合子中起作用，为早 期胚胎正常发育所必需。在胚胎基因激活 前，植入前期的早期胚胎发育很大程度上 依赖于母源转录因子、多能因子和染色质 重塑因子等。
研究的比较清楚的母源效应蛋白是DPPA3、 ZFP57、TRIM28和DNMT1，可以保护印 记基因的甲基化位点，在保护胚胎的发育 的过程中起着重要的作用。