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染色质重塑
Epigenetics is an advanced biological system that selectively utilizes genomic information and is involved in various fundamental phenomena. Specifically, it puts emphasis on the regulation of gene expression, through DNA methylation, chromatin, and post-translational modification of proteins such as histones. Arrows indicate possible functional interactions between them. DNA hypermethylation, histone hypoacetylation and inactive chromatin repress transcription. In contrast, a transcriptionally active condition may encourage DNA hypomethylation, histone hyperacetylation and active chromatin. Also, a particular chromatin structure may be required for establishing DNA methylation .
胞嘧啶
5-甲基胞嘧啶
胞嘧啶甲基化反應
DNA甲基化
百度文库
CH3 CH3
CH3
DNA 复制酶
CH3
CH3
DNA甲基 转移酶
CH3 CH3
CH3
DNA複製後甲基化型的維持
DNA甲基化
哺乳動物基因組DNA中5-mC約佔胞嘧啶總量的2%--7%， 絕大多數5-mC存在於CpG二聯核苷(CpG doublets)。 結構基因5’端附近富含CpG二聯核苷的區域稱為CpG島 (CpG islands)。
closed structure that can no longer be accessed by the transcriptional machinery.
組成核小體的組蛋白可以被多種化學加合物所修飾 ，如磷酸化、乙酰化和甲基化等，組蛋白的這類結 構修飾可使染色質的構型發生改變，稱為染色質構 型重塑。組蛋白中不同氨基酸殘基的乙酰化一般與 活化的染色質構型常染色質(euchromatin)和有表達 活性的基因相關聯；而組蛋白的甲基化則與濃縮的 異染色質(hetero -chromatin)和表達受抑的基因相關 聯。
基因表達模式在細胞世代之間的可遺傳性並 不依賴細胞內DNA的序列信息。
基因表達模式的信息標記
表觀遺傳修飾
(epigenetic modification)
DNA分子的特定鹼基的結構修飾 (如胞嘧啶的甲基化)
染色質構型重塑(chromatin remodeling) (如組蛋白的構型變化)
表觀遺傳(epigenetic inheritance)：通過有絲分裂或減數分
THANK YOU
同济大学医学与生 命科学部
精品
概述
基因表達模式
相同的基因型
不同的表型
一個多細胞生物機體的不同類型細胞
基因表達
模
式
(gene expression pattern)
決定細胞類型的不是基因本身，而是基因表達模
式，通過細胞分裂來傳遞和穩定地維持具有組織
和細胞特異性的基因表達模式對於整個機體的結
構和功能協調是至關重要的。
（一） DNA甲基化和染色質重塑
DNA甲基化(DNA methylation)是研究得最 清楚、也是最重要的表觀遺傳修飾形式，主要 是基因組DNA上的胞嘧啶第5位碳原子和甲基間 的共價結合，胞嘧啶由此被修飾為5甲基胞嘧啶 (5-methylcytosine，5-mC)。
DNA甲基化
DNMT1
SAM
裂來傳遞非DNA序列信息的現象。
表觀遺傳学(epigenetics)：則是研究不涉及DNA序列改變的
基因表達和調控的可遺傳變化的。或者說是研究從基因 演繹為表型的過程和機制的一門新興的遺傳學分支。
表觀遺傳修飾機制
表觀遺傳 修飾機制
DNA甲基化和染色質重塑 基因組印跡 基因表達重新編程 X染色體失活
DNA甲基化
Model for methylation-dependent gene silencing. The structural element of chromatin is the nucleosomal core, which consists of a 146-bp DNA sequence wrapped around core histones. Acetylation of the histones causes an open chromatin config-uration that is associated with transcriptional
activity. Methylated cytosines are recognized by methyl-CpG-binding proteins (MBDs), which in turn recruit histone deacetylases (HDACs) to the site of methylation, convert-ing the chromatin into a
DNA甲基化
基因調控元件(如啟動子)所含CpG島中的5-mC 會阻礙轉錄因子復合體與DNA的結合，所以 DNA甲基化一般與基因沉默(gene silence)相關 聯；而非甲基化(non -methylated)一般與基因 的活化(gene activation)相關聯。而去甲基化 (demethylation)往往與一個沉默基因的重新激 活(reactivation)相關聯。
Epigenetics is an advanced biological system that selectively utilizes genomic information and is involved in various fundamental phenomena. Specifically, it puts emphasis on the regulation of gene expression, through DNA methylation, chromatin, and post-translational modification of proteins such as histones. Arrows indicate possible functional interactions between them. DNA hypermethylation, histone hypoacetylation and inactive chromatin repress transcription. In contrast, a transcriptionally active condition may encourage DNA hypomethylation, histone hyperacetylation and active chromatin. Also, a particular chromatin structure may be required for establishing DNA methylation .
胞嘧啶
5-甲基胞嘧啶
胞嘧啶甲基化反應
DNA甲基化
百度文库
CH3 CH3
CH3
DNA 复制酶
CH3
CH3
DNA甲基 转移酶
CH3 CH3
CH3
DNA複製後甲基化型的維持
DNA甲基化
哺乳動物基因組DNA中5-mC約佔胞嘧啶總量的2%--7%， 絕大多數5-mC存在於CpG二聯核苷(CpG doublets)。 結構基因5’端附近富含CpG二聯核苷的區域稱為CpG島 (CpG islands)。
closed structure that can no longer be accessed by the transcriptional machinery.
組成核小體的組蛋白可以被多種化學加合物所修飾 ，如磷酸化、乙酰化和甲基化等，組蛋白的這類結 構修飾可使染色質的構型發生改變，稱為染色質構 型重塑。組蛋白中不同氨基酸殘基的乙酰化一般與 活化的染色質構型常染色質(euchromatin)和有表達 活性的基因相關聯；而組蛋白的甲基化則與濃縮的 異染色質(hetero -chromatin)和表達受抑的基因相關 聯。
基因表達模式在細胞世代之間的可遺傳性並 不依賴細胞內DNA的序列信息。
基因表達模式的信息標記
表觀遺傳修飾
(epigenetic modification)
DNA分子的特定鹼基的結構修飾 (如胞嘧啶的甲基化)
染色質構型重塑(chromatin remodeling) (如組蛋白的構型變化)
表觀遺傳(epigenetic inheritance)：通過有絲分裂或減數分
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概述
基因表達模式
相同的基因型
不同的表型
一個多細胞生物機體的不同類型細胞
基因表達
模
式
(gene expression pattern)
決定細胞類型的不是基因本身，而是基因表達模
式，通過細胞分裂來傳遞和穩定地維持具有組織
和細胞特異性的基因表達模式對於整個機體的結
構和功能協調是至關重要的。
（一） DNA甲基化和染色質重塑
DNA甲基化(DNA methylation)是研究得最 清楚、也是最重要的表觀遺傳修飾形式，主要 是基因組DNA上的胞嘧啶第5位碳原子和甲基間 的共價結合，胞嘧啶由此被修飾為5甲基胞嘧啶 (5-methylcytosine，5-mC)。
DNA甲基化
DNMT1
SAM
裂來傳遞非DNA序列信息的現象。
表觀遺傳学(epigenetics)：則是研究不涉及DNA序列改變的
基因表達和調控的可遺傳變化的。或者說是研究從基因 演繹為表型的過程和機制的一門新興的遺傳學分支。
表觀遺傳修飾機制
表觀遺傳 修飾機制
DNA甲基化和染色質重塑 基因組印跡 基因表達重新編程 X染色體失活
DNA甲基化
Model for methylation-dependent gene silencing. The structural element of chromatin is the nucleosomal core, which consists of a 146-bp DNA sequence wrapped around core histones. Acetylation of the histones causes an open chromatin config-uration that is associated with transcriptional
activity. Methylated cytosines are recognized by methyl-CpG-binding proteins (MBDs), which in turn recruit histone deacetylases (HDACs) to the site of methylation, convert-ing the chromatin into a
DNA甲基化
基因調控元件(如啟動子)所含CpG島中的5-mC 會阻礙轉錄因子復合體與DNA的結合，所以 DNA甲基化一般與基因沉默(gene silence)相關 聯；而非甲基化(non -methylated)一般與基因 的活化(gene activation)相關聯。而去甲基化 (demethylation)往往與一個沉默基因的重新激 活(reactivation)相關聯。