生化专题生物的调控.pptVIP

近年来，对DNA甲基化与去甲基化作为基因表达调节的控制环节这一概念已经得到了愈来愈多的实验的支持。在生物发育和分化过程中，DNA甲基化能关闭某些基因的表达，去甲基化能诱导基因的重新活化。研究表明，DNA甲基化作用能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性以及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制着基因的表达。 基因沉默： 很大部分都是由于甲基化引起，特别是启动子的甲基化。 1992年Kilby等发现转NptII基因的拟南芥植株，其后代有两个植株对Km敏感，经研究发现，NptII启动子区的SstI的酶切位点已被甲基化。 表观遗传学(Epigenetics ) 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，组蛋白因被乙酰化(此外还有甲基化、磷酸化等修饰)导致复合体的结构发生变化，诱发DNA的甲基化。 表观遗传学有如下三层含义： (1)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问遗传； (2)是基因表达的改变； (3)没有DNA序列的变化或不能用序列变化来解释。 甲基化检测 (C) (T) (U) 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。 双胞胎表观遗传学 海南诞生一对双胞胎虎狮兽 因为单卵双生（同卵双生；onozygotic? twin）的遗传物质组成是相同的，使得学者们在研究环境对遗传物质的效应研究时，乐于将他们作为考察对象。但是，最近的一项研究却是将单卵双生他们内在的差别作为引人入胜的考察对象：发现在单卵双生中存在大量的表观遗传差异（epigenetic? difference），表明了岁月和环境在不断影响着人类健康的一个重要途径。 双胞胎姐妹琳达和特里-杰米森 Manel? Esteller和同事们检测了40对单卵双生双生子基因组中两种主要的表观遗传修饰--DNA甲基化和组蛋白乙酰化。其中有65%的单卵双生双生子的表观遗传学特性基本保持一致，但仍然有着35%的单卵双生双生子存在显著的区别。同时，他们的年纪和差异程度之间有着明显的联系。而且，表观遗传差别大小与双生子间的分开时间长短及不同的医疗经历之间也有着联系。所以，随着时间的推移，环境的因素似乎对表观基因组(epigenome)有着重要的影响。 ??????? ? 一个重要的特征是，双生子的差异性甲基化在启动子的CpG岛上也有发生，表明可能会对基因的表达有影响。这个结果用芯片分析得到了证实：但是在3岁年纪的双生子中，基因表达的特征基本保持一致，但在50岁的双生子中差别就很大了。 Epigenetic differences arise during the lifetime of monozygotic twins PNAS July 26, 2005 vol. 102 no. 30 0604-10609 We found that, although twins are epigenetically indistinguishable during the early years of life, older monozygous twins exhibited remarkable differences in their overall content and genomic distribution of 5-methylcytosine DNA and histone acetylation, affecting their gene-expression portrait. These findings indicate how an appreciation of epigenetics is missing from our understanding of how different phenotypes can be originated from the same genotype. 表观遗传学和人类疾病 胃癌表观遗传学研究 免疫系统和表观遗传学调控：一个新的前