表观遗传学简介资料
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·转录抑制复合物干扰基因转录。 甲基化DNA结合蛋白与启动子区内的甲基化CpG岛结合，再与其
他一些蛋白共同形成转录抑制复合物（TRC），阻止转录因子与启动子 区靶序列的结合，从而影响基因的转录。
·通过改变染色质结构而抑制基因表达。 染色质构型变化伴随着组氨酸的乙酰化和去乙酰化，许多乙酰化
和去乙酰化本身就分别是转录增强子和转录阻遏物蛋白。
DNA本身的序列、成分和次级结构； RNA根据序列同源性可能靶定的区域； 特定染色质蛋白、组蛋白修饰或相当有序的染色质结构。
·表观遗传学研究内容
甲基化状态保持的方式
·表观遗传学研究内容
-组蛋白修饰（histone modification）
·组蛋白（histone）
组蛋白是存在于染色体内上与DNA结合的碱性蛋白质， 赖氨酸和精氨酸含量丰富；
每个部分都有其特定的优势期，直至所有的部分出现从而形 成一个功能整体。”
1990，Robin Holliday；将表观遗传学定义为“在复杂有机体 的发育过程中，基因活性在时间和空间中调控机制的研究。” 1993，Li E et,al；引进“表观遗传模板”这个术语。 1996，Arthur Riggs et,al；一项关于能引起可遗传的基因功 能改变的有丝分裂和/或减数分裂的研究，而这些变化是DNA 序列的改变无法解释的。
在在人类基因组内，存在有近3万个CpG岛；在大多数染色体上，平 均每100万碱基含有5～15个CpG岛，其中有1.8万多个CpG岛的GC含量 为60%～70%；
正常细胞的CpG岛由于被保护而处于非甲基化状态； 全基因组低甲 基化，维持甲基化模式酶的调节失控和正常非甲基化 CpG岛的高甲基化 是人类肿瘤中普遍存在的现象；
-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变化 的，或者说是研究从基因演绎为表型的过程和机制的一门新兴 的遗传学分支。
4
·表观遗传学概述
-词源及定义
概 念 模 型 定 义 深 化 概 念 共 识
1942，C. H. Waddington；作为一个后生论和遗传学的合词 而提出。
1968，Erik Erikson；在他的著作里提到“后生论”，“任 何生长的事物都有一个平面图，在这个图之外各个部分出现，
·组蛋白中被修饰氨基酸的种类、位置和修饰类型被称为组蛋白 密码（histone code），遗传密码的表观遗传学延伸，决定了基因表 达调控的状态，并且可遗传。
研究证明启动子区的高甲基化导致抑癌基因失活是人类肿瘤所具有 的共同特征之一，而且这种高甲基化是导致抑癌基因失活的又一个机制。
·表观遗传学研究内容
-DNA甲基化的转录抑制机制
·直接干扰特异转录因子与各自启动子结合的识别位置。 DNA的大沟是许多蛋白因子与DNA结合的部位，胞嘧啶的甲基化
干扰转录因子与DNA的结合。
·表观遗传学研究内容
-DNA甲基化(DNA methylation)
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，5-mC)， 是目前研究得最清楚、 也是最重要的表观遗传修饰形式。
甲基化转移酶 DNMT1
胞嘧啶 C
Biblioteka Baidu
SAM S-腺苷甲硫氨酸
胞嘧啶甲基化反应
5-甲基胞嘧啶 5-mC
·表观遗传学研究内容
-DNA甲基化的遗传与保持
·DNA复制后，新合成链在DNMT1的作用下，以旧链为模板进行 甲基化；
·甲基化并非基因沉默的原因而是基因沉默的结果，其以某种机 制识别沉默基因，后进行甲基化；
·DNA全新甲基化。引发因素可能包括：
-组蛋白修饰 ·组蛋白修饰是表观遗传研究的重要内容。
·组蛋白的 N端是不稳定的、无一定组织的亚单位， 其延伸至核
小体以外，会受到不同的化学修饰（甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素 化等），这种修饰往往与基因的表达调控密切相关。
·被组蛋白覆盖的基因如果要表达，首先要改变组蛋白的修饰状
态，使其与DNA的结合由紧变松，这样靶基因才能与转录复合物相互 作用。因此，组蛋白是重要的染色体结构维持单元和基因表达的负控 制因子。
基因转录后的调控
RNA干扰（RNAi） 基因组中非编码RNA 微小RNA（miRNA） 核糖开关等
8
·表观遗传学研究内容
·表观遗传学研究内容
·CpG岛（CpG island）
许多基因，尤其是管家基因的启动子区，基因的末端通常存在一些 富含双核苷酸“CG”的区域；
CpG表示核苷酸对，其中G在DNA链中紧随C后，长度通常在几百到 几千核苷酸的长度内变化；
2007，Adrian Bird；将表观遗传学定义为染色体的构造适应 ，以便启始、发出信号或保持变构的活性状态。
2008，冷泉港会议；达成了关于表观遗传学的共识，即“染色 体的改变所引起的稳定的可遗传的表现型，而非DNA序列的 改变。”
5
·表观遗传学概述
表观遗传机制
·表观遗传学概述
-表观遗传学的主要特点
·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； ·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。
7
·表观遗传学研究内容
基因选择性转录表达 的调控
DNA甲基化 组蛋白修饰 染色质重塑 基因印记等
表观遗传学简介
Jomi
20131121
·表观遗传学简介
基因突变？？
·表观遗传学简介
·表观遗传学概述 ·表观遗传学研究内容 ·表观遗传学研究意义
·表观遗传学概述
-表观遗传（Epigenetics）
所谓表观遗传就是不基于DNA差异的核酸遗传。即细胞 分裂过程中，DNA 序列不变的前提下，全基因组的基因表达 调控所决定的表型遗传，涉及染色质重编程、整体的基因表 达调控（如隔离子，增强子，弱化子，DNA甲基化，组蛋白 修饰等功能 ), 及基因型对表型的决定作用。
染色质中的组蛋白与DNA的含量之比为1:1； 几乎所有真核细胞染色体的组蛋白均可分成5种主要的组 分：H1，H2A，H2B，H3，H4；核小体组成的核心蛋白； 是脱氧核糖核酸（DNA）折叠时所依赖的线轴； 组蛋白的基因非常保守，亲缘关系较远的种属中，四种 组蛋白（除H1外）氨基酸序列都非常相似；
·表观遗传学研究内容
他一些蛋白共同形成转录抑制复合物（TRC），阻止转录因子与启动子 区靶序列的结合，从而影响基因的转录。
·通过改变染色质结构而抑制基因表达。 染色质构型变化伴随着组氨酸的乙酰化和去乙酰化，许多乙酰化
和去乙酰化本身就分别是转录增强子和转录阻遏物蛋白。
DNA本身的序列、成分和次级结构； RNA根据序列同源性可能靶定的区域； 特定染色质蛋白、组蛋白修饰或相当有序的染色质结构。
·表观遗传学研究内容
甲基化状态保持的方式
·表观遗传学研究内容
-组蛋白修饰（histone modification）
·组蛋白（histone）
组蛋白是存在于染色体内上与DNA结合的碱性蛋白质， 赖氨酸和精氨酸含量丰富；
每个部分都有其特定的优势期，直至所有的部分出现从而形 成一个功能整体。”
1990，Robin Holliday；将表观遗传学定义为“在复杂有机体 的发育过程中，基因活性在时间和空间中调控机制的研究。” 1993，Li E et,al；引进“表观遗传模板”这个术语。 1996，Arthur Riggs et,al；一项关于能引起可遗传的基因功 能改变的有丝分裂和/或减数分裂的研究，而这些变化是DNA 序列的改变无法解释的。
在在人类基因组内，存在有近3万个CpG岛；在大多数染色体上，平 均每100万碱基含有5～15个CpG岛，其中有1.8万多个CpG岛的GC含量 为60%～70%；
正常细胞的CpG岛由于被保护而处于非甲基化状态； 全基因组低甲 基化，维持甲基化模式酶的调节失控和正常非甲基化 CpG岛的高甲基化 是人类肿瘤中普遍存在的现象；
-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变化 的，或者说是研究从基因演绎为表型的过程和机制的一门新兴 的遗传学分支。
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·表观遗传学概述
-词源及定义
概 念 模 型 定 义 深 化 概 念 共 识
1942，C. H. Waddington；作为一个后生论和遗传学的合词 而提出。
1968，Erik Erikson；在他的著作里提到“后生论”，“任 何生长的事物都有一个平面图，在这个图之外各个部分出现，
·组蛋白中被修饰氨基酸的种类、位置和修饰类型被称为组蛋白 密码（histone code），遗传密码的表观遗传学延伸，决定了基因表 达调控的状态，并且可遗传。
研究证明启动子区的高甲基化导致抑癌基因失活是人类肿瘤所具有 的共同特征之一，而且这种高甲基化是导致抑癌基因失活的又一个机制。
·表观遗传学研究内容
-DNA甲基化的转录抑制机制
·直接干扰特异转录因子与各自启动子结合的识别位置。 DNA的大沟是许多蛋白因子与DNA结合的部位，胞嘧啶的甲基化
干扰转录因子与DNA的结合。
·表观遗传学研究内容
-DNA甲基化(DNA methylation)
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，5-mC)， 是目前研究得最清楚、 也是最重要的表观遗传修饰形式。
甲基化转移酶 DNMT1
胞嘧啶 C
Biblioteka Baidu
SAM S-腺苷甲硫氨酸
胞嘧啶甲基化反应
5-甲基胞嘧啶 5-mC
·表观遗传学研究内容
-DNA甲基化的遗传与保持
·DNA复制后，新合成链在DNMT1的作用下，以旧链为模板进行 甲基化；
·甲基化并非基因沉默的原因而是基因沉默的结果，其以某种机 制识别沉默基因，后进行甲基化；
·DNA全新甲基化。引发因素可能包括：
-组蛋白修饰 ·组蛋白修饰是表观遗传研究的重要内容。
·组蛋白的 N端是不稳定的、无一定组织的亚单位， 其延伸至核
小体以外，会受到不同的化学修饰（甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素 化等），这种修饰往往与基因的表达调控密切相关。
·被组蛋白覆盖的基因如果要表达，首先要改变组蛋白的修饰状
态，使其与DNA的结合由紧变松，这样靶基因才能与转录复合物相互 作用。因此，组蛋白是重要的染色体结构维持单元和基因表达的负控 制因子。
基因转录后的调控
RNA干扰（RNAi） 基因组中非编码RNA 微小RNA（miRNA） 核糖开关等
8
·表观遗传学研究内容
·表观遗传学研究内容
·CpG岛（CpG island）
许多基因，尤其是管家基因的启动子区，基因的末端通常存在一些 富含双核苷酸“CG”的区域；
CpG表示核苷酸对，其中G在DNA链中紧随C后，长度通常在几百到 几千核苷酸的长度内变化；
2007，Adrian Bird；将表观遗传学定义为染色体的构造适应 ，以便启始、发出信号或保持变构的活性状态。
2008，冷泉港会议；达成了关于表观遗传学的共识，即“染色 体的改变所引起的稳定的可遗传的表现型，而非DNA序列的 改变。”
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·表观遗传学概述
表观遗传机制
·表观遗传学概述
-表观遗传学的主要特点
·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； ·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。
7
·表观遗传学研究内容
基因选择性转录表达 的调控
DNA甲基化 组蛋白修饰 染色质重塑 基因印记等
表观遗传学简介
Jomi
20131121
·表观遗传学简介
基因突变？？
·表观遗传学简介
·表观遗传学概述 ·表观遗传学研究内容 ·表观遗传学研究意义
·表观遗传学概述
-表观遗传（Epigenetics）
所谓表观遗传就是不基于DNA差异的核酸遗传。即细胞 分裂过程中，DNA 序列不变的前提下，全基因组的基因表达 调控所决定的表型遗传，涉及染色质重编程、整体的基因表 达调控（如隔离子，增强子，弱化子，DNA甲基化，组蛋白 修饰等功能 ), 及基因型对表型的决定作用。
染色质中的组蛋白与DNA的含量之比为1:1； 几乎所有真核细胞染色体的组蛋白均可分成5种主要的组 分：H1，H2A，H2B，H3，H4；核小体组成的核心蛋白； 是脱氧核糖核酸（DNA）折叠时所依赖的线轴； 组蛋白的基因非常保守，亲缘关系较远的种属中，四种 组蛋白（除H1外）氨基酸序列都非常相似；
·表观遗传学研究内容