表觀遺傳學簡介課件

表觀遺傳學簡介20131121Jomi2022/11/24表觀遺傳學簡介20131121Jomi2022/11/23·表觀遺傳學簡介基因突變？？2022/11/242·表觀遺傳學簡介基因突變？？2022/11/232·表觀遺傳學研究意義·表觀遺傳學研究內容·表觀遺傳學概述·表觀遺傳學簡介2022/11/243·表觀遺傳學研究意義·表觀遺傳學研究內容·表觀遺傳學概述·表4·表觀遺傳學概述-表觀遺傳（Epigenetics）

所謂表觀遺傳就是不基于DNA差異的核酸遺傳。即細胞分裂過程中，DNA序列不變的前提下，全基因組的基因表達調控所決定的表型遺傳，涉及染色質重編程、整體的基因表達調控（如隔離子，增強子，弱化子，DNA甲基化，組蛋白修飾等功能),及基因型對表型的決定作用。-表觀遺傳學

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。2022/11/244·表觀遺傳學概述-表觀遺傳（Epigenetics）-表觀5-詞源及定義·表觀遺傳學概述1942，C.H.Waddington；作為一個后生論和遺傳學的合詞而提出。1968，ErikErikson；在他的著作里提到“后生論”，“任何生長的事物都有一個平面圖，在這個圖之外各個部分出現，每個部分都有其特定的優(yōu)勢期，直至所有的部分出現從而形成一個功能整體?！?990，RobinHolliday；將表觀遺傳學定義為“在復雜有機體的發(fā)育過程中，基因活性在時間和空間中調控機制的研究?！?993，LiEet,al；引進“表觀遺傳模板”這個術語。1996，ArthurRiggset,al；一項關于能引起可遺傳的基因功能改變的有絲分裂和/或減數分裂的研究，而這些變化是DNA序列的改變無法解釋的。2007，AdrianBird；將表觀遺傳學定義為染色體的構造適應，以便啟始、發(fā)出信號或保持變構的活性狀態(tài)。2008，冷泉港會議；達成了關于表觀遺傳學的共識，即“染色體的改變所引起的穩(wěn)定的可遺傳的表現型，而非DNA序列的改變。”概念模型定義深化概念共識2022/11/245-詞源及定義·表觀遺傳學概述1942，C.H.Wadd表觀遺傳機制·表觀遺傳學概述2022/11/246表觀遺傳機制·表觀遺傳學概述2022/11/2367·表觀遺傳學概述-表觀遺傳學的主要特點·可遺傳的，即這類改變通過有絲分裂或減數分裂，能在細胞或個體世代間遺傳；·可逆性的基因表達調節(jié)，也有較少的學者描述為基因活性或功能的改變；·沒有DNA序列的改變或不能用DNA序列變化來解釋。2022/11/247·表觀遺傳學概述-表觀遺傳學的主要特點2022/11/238·表觀遺傳學研究內容基因選擇性轉錄表達的調控DNA甲基化組蛋白修飾染色質重塑基因印記等基因轉錄后的調控RNA干擾（RNAi）基因組中非編碼RNA微小RNA（miRNA）核糖開關等2022/11/248·表觀遺傳學研究內容基因選擇性轉錄表達的調控基因轉錄后的調·表觀遺傳學研究內容2022/11/249·表觀遺傳學研究內容2022/11/239·CpG島（CpGisland）

許多基因，尤其是管家基因的啟動子區(qū)，基因的末端通常存在一些富含雙核苷酸“CG”的區(qū)域；CpG表示核苷酸對，其中G在DNA鏈中緊隨C后，長度通常在幾百到幾千核苷酸的長度內變化；在在人類基因組內，存在有近3萬個CpG島；在大多數染色體上，平均每100萬堿基含有5～15個CpG島，其中有1.8萬多個CpG島的GC含量為60%～70%；正常細胞的CpG島由于被保護而處于非甲基化狀態(tài)；全基因組低甲基化，維持甲基化模式酶的調節(jié)失控和正常非甲基化CpG島的高甲基化是人類腫瘤中普遍存在的現象；研究證明啟動子區(qū)的高甲基化導致抑癌基因失活是人類腫瘤所具有的共同特征之一，而且這種高甲基化是導致抑癌基因失活的又一個機制?！け碛^遺傳學研究內容2022/11/2410·CpG島（CpGisland）許多基因，·表觀遺傳學研究內容-DNA甲基化的轉錄抑制機制·直接干擾特異轉錄因子與各自啟動子結合的識別位置。

DNA的大溝是許多蛋白因子與DNA結合的部位，胞嘧啶的甲基化干擾轉錄因子與DNA的結合。·轉錄抑制復合物干擾基因轉錄。

甲基化DNA結合蛋白與啟動子區(qū)內的甲基化CpG島結合，再與其他一些蛋白共同形成轉錄抑制復合物（TRC），阻止轉錄因子與啟動子區(qū)靶序列的結合，從而影響基因的轉錄?！ねㄟ^改變染色質結構而抑制基因表達。

染色質構型變化伴隨著組氨酸的乙?；腿ヒ阴；?，許多乙?；腿ヒ阴；旧砭头謩e是轉錄增強子和轉錄阻遏物蛋白。2022/11/2411·表觀遺傳學研究內容-DNA甲基化的轉錄抑制機制·直接干擾·表觀遺傳學研究內容-DNA甲基化(DNAmethylation)

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)，是目前研究得最清楚、也是最重要的表觀遺傳修飾形式。DNMT1SAM胞嘧啶C5-甲基胞嘧啶5-mCS-腺苷甲硫氨酸甲基化轉移酶胞嘧啶甲基化反應2022/11/2412·表觀遺傳學研究內容-DNA甲基化(DNAmethylat·表觀遺傳學研究內容-DNA甲基化的遺傳與保持·DNA復制后，新合成鏈在DNMT1的作用下，以舊鏈為模板進行甲基化；·甲基化并非基因沉默的原因而是基因沉默的結果，其以某種機制識別沉默基因，后進行甲基化；·DNA全新甲基化。引發(fā)因素可能包括：

DNA本身的序列、成分和次級結構；

RNA根據序列同源性可能靶定的區(qū)域；

特定染色質蛋白、組蛋白修飾或相當有序的染色質結構。2022/11/2413·表觀遺傳學研究內容-DNA甲基化的遺傳與保持·DNA復制·表觀遺傳學研究內容甲基化狀態(tài)保持的方式2022/11/2414·表觀遺傳學研究內容甲基化狀態(tài)保持的方式2022/11/23·表觀遺傳學研究內容-組蛋白修飾（histonemodification）·組蛋白（histone）

組蛋白是存在于染色體內上與DNA結合的堿性蛋白質，賴氨酸和精氨酸含量豐富；染色質中的組蛋白與DNA的含量之比為1:1；幾乎所有真核細胞染色體的組蛋白均可分成5種主要的組分：H1，H2A，H2B，H3，H4；核小體組成的核心蛋白；是脫氧核糖核酸（DNA）折疊時所依賴的線軸；組蛋白的基因非常保守，親緣關系較遠的種屬中，四種組蛋白（除H1外）氨基酸序列都非常相似；

2022/11/2415·表觀遺傳學研究內容-組蛋白修飾（histonemodif·表觀遺傳學研究內容-組蛋白修飾

·組蛋白修飾是表觀遺傳研究的重要內容。

·組蛋白的N端是不穩(wěn)定的、無一定組織的亞單位，其延伸至核小體以外，會受到不同的化學修飾（甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等），這種修飾往往與基因的表達調控密切相關。

·被組蛋白覆蓋的基因如果要表達，首先要改變組蛋白的修飾狀態(tài)，使其與DNA的結合由緊變松，這樣靶基因才能與轉錄復合物相互作用。因此，組蛋白是重要的染色體結構維持單元和基因表達的負控制因子?！そM蛋白中被修飾氨基酸的種類、位置和修飾類型被稱為組蛋白密碼（histonecode），遺傳密碼的表觀遺傳學延伸，決定了基因表達調控的狀態(tài)，并且可遺傳。2022/11/2416·表觀遺傳學研究內容-組蛋白修飾·組蛋白修·表觀遺傳學研究內容-組蛋白修飾種類乙?；?/p>

Acetylation大多發(fā)生在H3、H4的Lys殘基上，一般與活化的染色質構型、活化狀態(tài)相關聯。甲基化

Methylation

發(fā)生在H3、H4的Lys和Arg殘基上，可與基因抑制有關，也可以與基因的激活相關，這往往取決于被修飾的位置和程度。磷酸化

Phosphorylation發(fā)生與Ser殘基，一般與基因活化相關。泛素化

Ubiquitination一般是C端Lys修飾，啟動基因表達。泛素是一種存在于大多數真核細胞中的小蛋白，它的主要功能是標記需要分解掉的蛋白質，使其被水解；當附有泛素的蛋白質移動到桶狀的蛋白酶的時候，蛋白酶就會將該蛋白質水解，泛素也可以標記跨膜蛋白，如受體，將其從細胞膜上除去。2022/11/2417·表觀遺傳學研究內容-組蛋白修飾種類乙?；疉cetylat·表觀遺傳學研究內容-染色質重塑（chromatinremodeling）染色質與染色體的區(qū)別？核小體有什么特殊結構？H1H2-H4是由染色質重塑復合物(ChromatinRemodelingComplexes,CRC)介導的一系列以染色質上核小體變化為基本特征的生物學過程。2022/11/2418·表觀遺傳學研究內容-染色質重塑（chromatinrem·表觀遺傳學研究內容-調節(jié)基因表達的機制

機制1：1個轉錄因子獨立地與核小體DNA結合(DNA可以是核小體或核小體之間的),然后,這個轉錄因子再結合1個重塑因子（重塑復合物）,導致附近核小體結構發(fā)生穩(wěn)定性的變化,又導致其他轉錄因子的結合,這是一個串聯反應的過程;

機制2：由重塑因子首先獨立地與核小體結合,不改變其結構,但使其松動并發(fā)生滑動,這將導致轉錄因子的結合,不斷地從而使新形成染色質的區(qū)域穩(wěn)定。（A）結合（B）松鏈（C)重塑八聚體轉移八聚體滑動+ATP重塑復合物2022/11/2419·表觀遺傳學研究內容-調節(jié)基因表達的機制機制-核小體定位（Nucleosomelocation）·概念

核小體在DNA上特異性定位的現象?！C制

內在定位機制：每個核小體被定位于特定的DNA片斷；外在定位機制：內在定位結束后，核小體以確定的長度特性重復出現?！ひ饬x

是DNA正確包裝的條件；調節(jié)基因表達。·表觀遺傳學研究內容2022/11/2420-核小體定位（Nucleosomelocation）·概-RNA干擾（RNAinterference，RNAi）

是指一種分子生物學上由雙鏈RNA誘發(fā)的基因沉默現象，其機制是通過阻礙特定基因的翻譯或轉錄來抑制基因表達。當細胞中導入與內源性mRNA編碼區(qū)同源的雙鏈RNA時，該mRNA發(fā)生降解而導致基因表達沉默。

在線蟲與植物中，EGO1（一種RNA-dependentRNAPolymerase,RdRP）為RNAi必須因子，但在人和果蠅中是非必須的。不同物種之間RNAi機制的基本框架雖然相同，但存在著微妙差異?！け碛^遺傳學研究內容2022/11/2421-RNA干擾（RNAinterference，RNAi）siRNA介導的RNAi·表觀遺傳學研究內容2022/11/2422siRNA介導的RNAi·表觀遺傳學研究內容2022/11/·表觀遺傳學研究內容miRNA（microRNA）介導的RNAi2022/11/2423·表觀遺傳學研究內容miRNA（microRNA）介導的RN·表觀遺傳學研究內容-其他內容轉錄后基因沉默（Post-transcriptionalGeneSilencing,PTGS）研究結果發(fā)現有大量的轉基因植株不能正常表達，通常這并不是由于轉基因的缺失或突變引起的，而是基因失活的結果。這種失活的現象稱為基因沉默。部分的植物中的基因沉默是在轉錄后發(fā)生的，稱為轉錄后基因沉默?；蛴∮洠╣enomicimprinting）指在配子或合子發(fā)生期間，來自親本的等位基因或染色體在發(fā)育過程中產生專一性的加工修飾，導致后代體細胞中兩個親本來源的等位基因(IGF2)有不同的表達方式，又稱遺傳印記或配子印記。它是一種伴有基因組改變的非孟德爾遺傳形式，可遺傳給子代細胞，但并不包括DNA序列的改變。核糖開關（riboswitches）mRNA一些非編碼區(qū)的序列折疊成一定的構象，這些構象的改變應答于體內的一些代謝分子，從而通過這些構象的改變達到調節(jié)mRNA轉錄的目的，如抗終止子的形成。2022/11/2424·表觀遺傳學研究內容-其他內容轉錄后基因沉默（Post-tr在多細胞真核生物的生長、發(fā)育中非常重要；細胞記憶，調節(jié)基因表達。表觀遺傳在醫(yī)學上有巨大潛在應用，同時它在世界上趨向多面的；先天性遺傳性疾：普拉德-威利綜合征，Angelman綜合征等。表觀遺傳的改變可影響進化，長期或短暫更好適應當前環(huán)境；表突變率>突變率多種復合物被認為是表觀遺傳致癌物；組蛋白乙?；傲邢侔?.....·表觀遺傳學研究意義2022/11/2425在多細胞真核生物的生長、發(fā)育中非常重要；·表觀遺傳學研究意義RNA干擾表觀遺傳Epigenetics2022/11/2426RNA干擾表觀遺傳Epigenetics2022/11/23ThankYou!2022/11/2427ThankYou!2022/11/2327

相同點/聯系點siRNAmiRNA長度及特征都約在22nt左右，5’端是磷酸基，3＇端是羥基合成的底物miRNA和siRNA合成都是由雙鏈的RNA或RNA前體形成的Dicer酶依賴Dicer酶的加工，是Dicer的產物，所以具有Dicer產物的特點Argonaute家族蛋白都需要Argonaute家族蛋白參與RISC組分二者都是RISC組分，所以其功能界限變得不清晰，如二者在介導沉默機制上有重疊；產生了ontarget和offtarget的問題作用方式都可以阻遏靶標基因的翻譯，也可以導致mRNA降解，即在轉錄水平后和翻譯水平起作用進化關系可能的兩種推論：siRNA是miRNA的補充，miRNA在進化過程中替代了siRNA2022/11/2428

相同點/聯系點siRNAmiRNA長度及特征都約在22nt不同點/分歧點siRNAmiRNA來源、機制往往是外源引起的，如病毒感染和人工插入dsRNA之后誘導而產生，屬于異常情況是生物體自身的一套正常的調控機制分子結構dsRNA,3‘端有2個非配對堿基，通常為UUmiRNA是發(fā)夾狀單鏈RNA對靶RNA特異性較高，一個突變容易引起RNAi沉默效應的改變相對較低，一個突變不影響miRNA的效應生物合成，成熟過程由dsDNA在Dicer酶切割下產生;發(fā)生在細胞質中pri-miRNA在核內由一種稱為Drosha酶處理后成為60nt的帶有莖環(huán)結構的PrecursormiRNAs(pre-miRNAs)；這些pre-miRNAs在轉運到細胞核外之后再由Dicer酶進行處理，酶切后成為成熟的miRNAs；發(fā)生在細胞核和細胞質中互補性（complementarity）一般要求完全互補不完全互補，存在錯配現象2022/11/2429不同點/分歧點siRNAmiRNA來源、機制往往是外源引起的生物學功能抵抗病毒的防御機制;沉默那些過分表達的mRNA;保護基因組免受轉座子的破壞；對有機體的生長發(fā)育有重要作用重要特性高度特異性高度的保守性、時序性和組織特異性作用機制單鏈的siRNA結合到RISC復合物中，引導復合物與mRNA完全互補，通過其自身的解旋酶活性，解開siRNAs，通過反義siRNA鏈識別目的mRNA片段，通過內切酶活性切割目的片段，接著再通過細胞外切酶進一步降解目的片段。同時,siRNA也可以阻遏3′UTR具有短片斷互補的mRNA的翻譯（offtarget）.成熟的miRNAs則是通過與miRNP核蛋白體復合物結合，識別靶mRNA，并與之發(fā)生部分互補，從而阻遏靶mRNA的翻譯。在動物中，成熟的單鏈miRNAs與蛋白質復合物miRNP結合，引導這種復合物通過部分互補結合到mRNA的3′UTR（非編碼區(qū)域），從而阻遏翻譯。除此之外，miRNA也可以切割完全互補的mRNA。加工過程siRNA對稱地來源于雙鏈RNA的前體的兩側臂miRNA是不對稱加工，miRNA僅是剪切pre-miRNA的一個側臂，其他部分降解。對RNA的影響降解目標mRNA；影響mRNA的穩(wěn)定性在RNA代謝的各個層面進行調控；與mRNA的穩(wěn)定性無關作用位置siRNA可作用于mRNA的任何部位miRNA主要作用于靶標基因3′-UTR區(qū)生物學意義siRNA不參與生物生長，是RNAi的產物，原始作用是抑制轉座子活性和病毒感染miRNA主要在發(fā)育過程中起作用，調節(jié)內源基因表達2022/11/2430生物學功能抵抗病毒的防御機制;沉默那些過分表達的mRNA;2022/11/24312022/11/23312022/11/24322022/11/2332表觀遺傳學簡介20131121Jomi2022/11/24表觀遺傳學簡介20131121Jomi2022/11/23·表觀遺傳學簡介基因突變？？2022/11/2434·表觀遺傳學簡介基因突變？？2022/11/232·表觀遺傳學研究意義·表觀遺傳學研究內容·表觀遺傳學概述·表觀遺傳學簡介2022/11/2435·表觀遺傳學研究意義·表觀遺傳學研究內容·表觀遺傳學概述·表36·表觀遺傳學概述-表觀遺傳（Epigenetics）

所謂表觀遺傳就是不基于DNA差異的核酸遺傳。即細胞分裂過程中，DNA序列不變的前提下，全基因組的基因表達調控所決定的表型遺傳，涉及染色質重編程、整體的基因表達調控（如隔離子，增強子，弱化子，DNA甲基化，組蛋白修飾等功能),及基因型對表型的決定作用。-表觀遺傳學

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。2022/11/244·表觀遺傳學概述-表觀遺傳（Epigenetics）-表觀37-詞源及定義·表觀遺傳學概述1942，C.H.Waddington；作為一個后生論和遺傳學的合詞而提出。1968，ErikErikson；在他的著作里提到“后生論”，“任何生長的事物都有一個平面圖，在這個圖之外各個部分出現，每個部分都有其特定的優(yōu)勢期，直至所有的部分出現從而形成一個功能整體?！?990，RobinHolliday；將表觀遺傳學定義為“在復雜有機體的發(fā)育過程中，基因活性在時間和空間中調控機制的研究?！?993，LiEet,al；引進“表觀遺傳模板”這個術語。1996，ArthurRiggset,al；一項關于能引起可遺傳的基因功能改變的有絲分裂和/或減數分裂的研究，而這些變化是DNA序列的改變無法解釋的。2007，AdrianBird；將表觀遺傳學定義為染色體的構造適應，以便啟始、發(fā)出信號或保持變構的活性狀態(tài)。2008，冷泉港會議；達成了關于表觀遺傳學的共識，即“染色體的改變所引起的穩(wěn)定的可遺傳的表現型，而非DNA序列的改變?！备拍钅Ｐ投x深化概念共識2022/11/245-詞源及定義·表觀遺傳學概述1942，C.H.Wadd表觀遺傳機制·表觀遺傳學概述2022/11/2438表觀遺傳機制·表觀遺傳學概述2022/11/23639·表觀遺傳學概述-表觀遺傳學的主要特點·可遺傳的，即這類改變通過有絲分裂或減數分裂，能在細胞或個體世代間遺傳；·可逆性的基因表達調節(jié)，也有較少的學者描述為基因活性或功能的改變；·沒有DNA序列的改變或不能用DNA序列變化來解釋。2022/11/247·表觀遺傳學概述-表觀遺傳學的主要特點2022/11/2340·表觀遺傳學研究內容基因選擇性轉錄表達的調控DNA甲基化組蛋白修飾染色質重塑基因印記等基因轉錄后的調控RNA干擾（RNAi）基因組中非編碼RNA微小RNA（miRNA）核糖開關等2022/11/248·表觀遺傳學研究內容基因選擇性轉錄表達的調控基因轉錄后的調·表觀遺傳學研究內容2022/11/2441·表觀遺傳學研究內容2022/11/239·CpG島（CpGisland）

許多基因，尤其是管家基因的啟動子區(qū)，基因的末端通常存在一些富含雙核苷酸“CG”的區(qū)域；CpG表示核苷酸對，其中G在DNA鏈中緊隨C后，長度通常在幾百到幾千核苷酸的長度內變化；在在人類基因組內，存在有近3萬個CpG島；在大多數染色體上，平均每100萬堿基含有5～15個CpG島，其中有1.8萬多個CpG島的GC含量為60%～70%；正常細胞的CpG島由于被保護而處于非甲基化狀態(tài)；全基因組低甲基化，維持甲基化模式酶的調節(jié)失控和正常非甲基化CpG島的高甲基化是人類腫瘤中普遍存在的現象；研究證明啟動子區(qū)的高甲基化導致抑癌基因失活是人類腫瘤所具有的共同特征之一，而且這種高甲基化是導致抑癌基因失活的又一個機制。·表觀遺傳學研究內容2022/11/2442·CpG島（CpGisland）許多基因，·表觀遺傳學研究內容-DNA甲基化的轉錄抑制機制·直接干擾特異轉錄因子與各自啟動子結合的識別位置。

DNA的大溝是許多蛋白因子與DNA結合的部位，胞嘧啶的甲基化干擾轉錄因子與DNA的結合。·轉錄抑制復合物干擾基因轉錄。

甲基化DNA結合蛋白與啟動子區(qū)內的甲基化CpG島結合，再與其他一些蛋白共同形成轉錄抑制復合物（TRC），阻止轉錄因子與啟動子區(qū)靶序列的結合，從而影響基因的轉錄?！ねㄟ^改變染色質結構而抑制基因表達。

染色質構型變化伴隨著組氨酸的乙?；腿ヒ阴；?，許多乙酰化和去乙?；旧砭头謩e是轉錄增強子和轉錄阻遏物蛋白。2022/11/2443·表觀遺傳學研究內容-DNA甲基化的轉錄抑制機制·直接干擾·表觀遺傳學研究內容-DNA甲基化(DNAmethylation)

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)，是目前研究得最清楚、也是最重要的表觀遺傳修飾形式。DNMT1SAM胞嘧啶C5-甲基胞嘧啶5-mCS-腺苷甲硫氨酸甲基化轉移酶胞嘧啶甲基化反應2022/11/2444·表觀遺傳學研究內容-DNA甲基化(DNAmethylat·表觀遺傳學研究內容-DNA甲基化的遺傳與保持·DNA復制后，新合成鏈在DNMT1的作用下，以舊鏈為模板進行甲基化；·甲基化并非基因沉默的原因而是基因沉默的結果，其以某種機制識別沉默基因，后進行甲基化；·DNA全新甲基化。引發(fā)因素可能包括：

DNA本身的序列、成分和次級結構；

RNA根據序列同源性可能靶定的區(qū)域；

特定染色質蛋白、組蛋白修飾或相當有序的染色質結構。2022/11/2445·表觀遺傳學研究內容-DNA甲基化的遺傳與保持·DNA復制·表觀遺傳學研究內容甲基化狀態(tài)保持的方式2022/11/2446·表觀遺傳學研究內容甲基化狀態(tài)保持的方式2022/11/23·表觀遺傳學研究內容-組蛋白修飾（histonemodification）·組蛋白（histone）

組蛋白是存在于染色體內上與DNA結合的堿性蛋白質，賴氨酸和精氨酸含量豐富；染色質中的組蛋白與DNA的含量之比為1:1；幾乎所有真核細胞染色體的組蛋白均可分成5種主要的組分：H1，H2A，H2B，H3，H4；核小體組成的核心蛋白；是脫氧核糖核酸（DNA）折疊時所依賴的線軸；組蛋白的基因非常保守，親緣關系較遠的種屬中，四種組蛋白（除H1外）氨基酸序列都非常相似；

2022/11/2447·表觀遺傳學研究內容-組蛋白修飾（histonemodif·表觀遺傳學研究內容-組蛋白修飾

·組蛋白修飾是表觀遺傳研究的重要內容。

·組蛋白的N端是不穩(wěn)定的、無一定組織的亞單位，其延伸至核小體以外，會受到不同的化學修飾（甲基化、乙?；⒘姿峄?、泛素化等），這種修飾往往與基因的表達調控密切相關。

·被組蛋白覆蓋的基因如果要表達，首先要改變組蛋白的修飾狀態(tài)，使其與DNA的結合由緊變松，這樣靶基因才能與轉錄復合物相互作用。因此，組蛋白是重要的染色體結構維持單元和基因表達的負控制因子。·組蛋白中被修飾氨基酸的種類、位置和修飾類型被稱為組蛋白密碼（histonecode），遺傳密碼的表觀遺傳學延伸，決定了基因表達調控的狀態(tài)，并且可遺傳。2022/11/2448·表觀遺傳學研究內容-組蛋白修飾·組蛋白修·表觀遺傳學研究內容-組蛋白修飾種類乙?；?/p>

Acetylation大多發(fā)生在H3、H4的Lys殘基上，一般與活化的染色質構型、活化狀態(tài)相關聯。甲基化

Methylation

發(fā)生在H3、H4的Lys和Arg殘基上，可與基因抑制有關，也可以與基因的激活相關，這往往取決于被修飾的位置和程度。磷酸化

Phosphorylation發(fā)生與Ser殘基，一般與基因活化相關。泛素化

Ubiquitination一般是C端Lys修飾，啟動基因表達。泛素是一種存在于大多數真核細胞中的小蛋白，它的主要功能是標記需要分解掉的蛋白質，使其被水解；當附有泛素的蛋白質移動到桶狀的蛋白酶的時候，蛋白酶就會將該蛋白質水解，泛素也可以標記跨膜蛋白，如受體，將其從細胞膜上除去。2022/11/2449·表觀遺傳學研究內容-組蛋白修飾種類乙?；疉cetylat·表觀遺傳學研究內容-染色質重塑（chromatinremodeling）染色質與染色體的區(qū)別？核小體有什么特殊結構？H1H2-H4是由染色質重塑復合物(ChromatinRemodelingComplexes,CRC)介導的一系列以染色質上核小體變化為基本特征的生物學過程。2022/11/2450·表觀遺傳學研究內容-染色質重塑（chromatinrem·表觀遺傳學研究內容-調節(jié)基因表達的機制

機制1：1個轉錄因子獨立地與核小體DNA結合(DNA可以是核小體或核小體之間的),然后,這個轉錄因子再結合1個重塑因子（重塑復合物）,導致附近核小體結構發(fā)生穩(wěn)定性的變化,又導致其他轉錄因子的結合,這是一個串聯反應的過程;

機制2：由重塑因子首先獨立地與核小體結合,不改變其結構,但使其松動并發(fā)生滑動,這將導致轉錄因子的結合,不斷地從而使新形成染色質的區(qū)域穩(wěn)定。（A）結合（B）松鏈（C)重塑八聚體轉移八聚體滑動+ATP重塑復合物2022/11/2451·表觀遺傳學研究內容-調節(jié)基因表達的機制機制-核小體定位（Nucleosomelocation）·概念

核小體在DNA上特異性定位的現象?！C制

內在定位機制：每個核小體被定位于特定的DNA片斷；外在定位機制：內在定位結束后，核小體以確定的長度特性重復出現?！ひ饬x

是DNA正確包裝的條件；調節(jié)基因表達。·表觀遺傳學研究內容2022/11/2452-核小體定位（Nucleosomelocation）·概-RNA干擾（RNAinterference，RNAi）

是指一種分子生物學上由雙鏈RNA誘發(fā)的基因沉默現象，其機制是通過阻礙特定基因的翻譯或轉錄來抑制基因表達。當細胞中導入與內源性mRNA編碼區(qū)同源的雙鏈RNA時，該mRNA發(fā)生降解而導致基因表達沉默。

在線蟲與植物中，EGO1（一種RNA-dependentRNAPolymerase,RdRP）為RNAi必須因子，但在人和果蠅中是非必須的。不同物種之間RNAi機制的基本框架雖然相同，但存在著微妙差異?！け碛^遺傳學研究內容2022/11/2453-RNA干擾（RNAinterference，RNAi）siRNA介導的RNAi·表觀遺傳學研究內容2022/11/2454siRNA介導的RNAi·表觀遺傳學研究內容2022/11/·表觀遺傳學研究內容miRNA（microRNA）介導的RNAi2022/11/2455·表觀遺傳學研究內容miRNA（microRNA）介導的RN·表觀遺傳學研究內容-其他內容轉錄后基因沉默（Post-transcriptionalGeneSilencing,PTGS）研究結果發(fā)現有大量的轉基因植株不能正常表達，通常這并不是由于轉基因的缺失或突變引起的，而是基因失活的結果。這種失活的現象稱為基因沉默。部分的植物中的基因沉默是在轉錄后發(fā)生的，稱為轉錄后基因沉默?；蛴∮洠╣enomicimprinting）指在配子或合子發(fā)生期間，來自親本的等位基因或染色體在發(fā)育過程中產生專一性的加工修飾，導致后代體細胞中兩個親本來源的等位基因(IGF2)有不同的表達方式，又稱遺傳印記或配子印記。它是一種伴有基因組改變的非孟德爾遺傳形式，可遺傳給子代細胞，但并不包括DNA序列的改變。核糖開關（riboswitches）mRNA一些非編碼區(qū)的序列折疊成一定的構象，這些構象的改變應答于體內的一些代謝分子，從而通過這些構象的改變達到調節(jié)mRNA轉錄的目的，如抗終止子的形成。2022/11/2456·表觀遺傳學研究內容-其他內容轉錄后基因沉默（Post-tr在多細胞真核生物的生長、發(fā)育中非常重要；細胞記憶，調節(jié)基因表達。表觀遺傳在醫(yī)學上有巨大潛在應用，同時它在世界上趨向多面的；先天性遺傳性疾：普拉德-威利綜合征，Angelman綜合征等。表觀遺傳的改變可影響進化，長期或短暫更好適應當前環(huán)境；表突變率>突變率多種復合物被認為是表觀遺傳致癌物；組蛋白乙?；傲邢侔?.....·表觀遺傳學研究意義2022/11/2457在多細胞真核生物的生長、發(fā)育中非常重要；·表觀遺傳學研究意義RNA干擾表觀遺傳Epigenetics2022/11/2458RNA干擾表觀遺傳Epigenetics2022/11/23ThankYou!2022/11/2459ThankYou!2022/11/2327

相同點/聯系點siRNAmiRNA長度及特征都約在22nt左右，5’端是磷酸基，3＇端是羥基合成的底物miRNA和siRNA合成都是由雙鏈的RNA或RNA前體形成的Dicer酶依賴Dicer酶的加工，是Dicer的產物，所以具有Dicer產物的特點Argonaute家族蛋白都需要Argonaute家族蛋白參與