表观遗传的生化机理及应用前景课件

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1、表观遗传的生化机理及应用前景主要内容：表观遗传简介表观遗传调控机制理论研究意义及前景实际应用前景关键词：表观遗传DNA甲基化组蛋白修饰肿瘤衰老GregorMendel(1822-1884）遗传学之父(Thegeneticfactors)，发现了遗传学基本规律（Publishedin1865and1866and“re-discovered”in1900）。遗传简史：遗传简史：ThomasHuntMorgan(1866-1945)发现基因连锁互换定律（Publishedin1915）。Discoveredthe3rdbasicgeneticlaw,togetherwithMendel

2、’stwolaws,theyformthebasisofwhatisnowknownasclassicalgenetics.遗传简史：JamesWatson&FrancisCrick发现DNA双螺旋结构（Publishedin1953)，分子遗传学诞生。中心法则（centraldogma）碱基序列（基因）决定性状，序列改变，引起性状的改变。BUT…从遗传学的角度来看，同卵双生的孪生子具有完全相同的基因组。如果这两个孪生子在同样的环境下成长，从逻辑上说，俩人的气质和体质应该非常相似。但研究者发现，一些孪生子的情况并不符合预期的理论。往往在长大成人后出现性格、健康方面的很大差异。这种

3、反常现象长期困扰着遗传学家。现在科学家们发现。可以在不影响DNA序列的情况下改变基因组的修饰．这种改变不仅可以影响个体的发育，而且还可以遗传下去。在“基因决定论”的背后．隐藏着一个重要的．长期以来争执不休的问题：环境的作用能否改变个体的遗传特性，并传递给下一代?这种被称为“拉马克学说”(Lamarckism)的观点一直被正统的生物学家拒之门外．但现实的生命世界又一次次地把这个话题送到研究者的视线内。瑞典一个科学家小组曾在2002年11月发表了一项研究，他们的统计结果表明，对于生于1890-1920年的瑞典男人的孙辈而言，如果其祖父在青少年期间吃得很好，那么孙辈因糖尿病而死亡的概率

4、就很高；如果其祖父是在饥饿中长大的．那么孙辈死于心脏病的机会就很少。也就是说，祖父辈的饮食状态影响到了孙辈的健康状态。从这个例子可以得到这样一种结论：个体在发育和生长过程中获得的环境影响．被遗传给了后代。从这里可以引申出一个更根本的问题：什么决定基因。大自然(环境)如此丰富多彩、如此变化不停，很难想象，对于一个开放的复杂生命系统，不会打上它的烙印。也许这是一个“先有鸡还是先有蛋”的进化论问题，但不论怎样，基因不会代表一切，更不能决定一切Jean-BaptisteLamarck(1744-1829)获得性遗传（Inheritanceofacquiredcharacteristics

5、）1942年，Waddington最早提出表观遗传学（epigentics）一词，认为是遗传学领域中探讨基因型与表现型之间相互关系的一个新的研究方向。近年来，现代分子生物学认为细胞中信息的表达受两种因素控制：一种是遗传调控，另一种是表观遗传调控。2003年10月正式宣布开始投资和实施人类表观基因组计划（HGP）。表观遗传学（Epigenetics）？Epigeneticsreferstoheritablealterationsingeneexpressionthatdonotentailchangesinnucleotidesequence.表观遗传学是指不需要核苷酸序列变异的基

6、因表达的可遗传改变。表观遗传变异是如何实现的？？？表观遗传调控机制DNA甲基化DNAmethylation组蛋白共价修饰CovalentmodificationsinHistone染色体重塑Chromatinremodeling非编码RNA调控基因表达重新编程DNA甲基化DNA甲基化是在DNA甲基转移酶(DNAmethyltransferase，Dnmt)的作用下，以s一腺苷甲硫氨酸(sAM)为甲基供体，将甲基基团转移到胞嘧啶第5位碳原子上。甲基化的胞嘧啶多位于CpG岛上，CpG岛是CpG集中的区域，约1kb长，人类及哺乳动物体内约90%发生在CpG岛。启动子区域富含CpG序列，

7、故易发生甲基化。DNA甲基化可以在转录水平抑制基因的表达。DNA甲基化(DNAmethylation)是研究得最清楚、也是最重要的表观遗传修饰形式。DNMT1SAM胞嘧啶5-甲基胞嘧啶胞嘧啶甲基化反应甲基转移酶目前，有4种可能机制解释DNA甲基化对转录的抑制：①直接干扰特异转录因子和各种启动子识别位点的结合；②甲基化的DNA结合转录抑制因子引起基因沉默；③通过影响核小体的位置或与其染色体蛋白质相互作用而改变染色体的结构，介导转录抑制；④eCP2(甲基化的CG序列结合蛋白)的C端的