遗传学第11章表观遗传ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,表观遗传学：后基因组时代的领舞者。,DNA,双螺旋的解码者、诺贝尔奖获得者,Watson,说：,“你可以继承,DNA,序列之外的一些东西。这正是现在遗传,学中让我们激动的地方。”,第十一章 表观遗传学,2,表观遗传学,( epigenetics,),是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表 达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。,基因表达模式,相同基因型,不同的表现型,表观遗传学的特点：,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,没有,DNA,序列的改变或不能用,DNA,变化来解释,5,5,遗传与表观遗传,6,6,DNA,与染色质,表观遗传修饰从多个水平上调控基因的表达：,1,、,DNA,水平：,DNA,甲基化,2,、蛋白质水平：组蛋白修饰,3,、染色质水平：染色质重塑,4,、,RNA,水平：,miRNA,、,RNA,干扰,1,、,DNA,甲基化（,DNA methylation,）,DNA,甲基化是目前研究得最清楚、也是最重要的表观遗,传修饰形式。通过甲基供体,S-,腺苷甲硫氨酸,，并在,DNA,甲基转移酶（,DNA,methyltransferase,，,DNMT,）,的催化下，,CpG,二核苷酸中的胞嘧啶环上,5,，,位置的氢被活性甲基所取代，从而转变成,5-,甲基胞嘧啶（,5-mC,）。,胞嘧啶甲基化反应,CpG,岛：在结构基因的,5,，,端调控区域，,CpG,二连核苷常常以成簇串联形式排列，这种富含,CpG,二连核苷的区域成为,CpG,岛。,以基因型为,a/a,的母鼠及其孕育的基因型为,AVY/a,的仔鼠作实验对象。孕鼠分为两组，试验组孕鼠除喂以标准饲料外，从受孕前两周起还增加富含甲基的叶酸、乙酰胆碱等补充饲料，而对照组孕鼠只喂饲标准饲料。,结果实验组孕鼠产下的仔鼠大多数在身体的不同部位出现了大小不等的棕色斑块，甚至出现了以棕褐色为主要毛色的小鼠。而对照组孕鼠的仔鼠大多数为黄色。分析表明喂以富甲基饲料的孕鼠所产仔鼠的,IAP,所含,CpG,岛的甲基化平均水平远高于对照组，转录调控区的高甲基化使原该呈异位表达的基因趋于沉默，毛色也趋于棕褐色。,2,、组蛋白修饰,组蛋白修饰种类,乙酰化,-,一般与活化的染色质构型相关联，乙酰化修饰大多发生在,H3,、,H4,的,Lys,残基上。,甲基化,发生在,H3,、,H4,的,Lys,和,Asp,残基上，可以与基因抑制有关，也可以与基因的激活相关，这往往取决于被修饰的位置和程度。,磷酸化,发生在,Ser,残基，一般与基因活化相关。,泛素化,一般是,C,端,Lys,修饰，启动基因表达。,SUMO,（一种类泛素蛋白）化,可稳定异染色质。,14,14,3,、染色质重塑,染色质重塑（,chromatin remodeling,）,是一个重要的表观遗传学机制。,染色质重塑是由染色质重塑复合物介导的一系列以染色质上,核小体变化,为基本特征的生物学过程。,组蛋白尾巴的化学修饰（乙酰化、甲基化及磷酸化等）可以改变染色质结构，从而影响邻近基因的活性。,ATP,依赖的染色质重塑机制,RNA,干扰,(RNAi,),作用是生物体内的一种通过双链,RNA,分子在,mRNA,水平上诱导特异性序列基因沉默的过程。,由于,RNAi,发生在转录后水平，所以又称为,转录后基因沉默,(post-transcriptional gene silencing, PTGS),。,RNA,干扰是一种重要而普遍的表观遗传现象。,RNA,干扰,4,、,RNA,调控,5,、其他表观遗传机制,（,1,）遗传印记,概念,或称,基因组印记,是指基因组在传递遗传信息的过程中，通过基因组的化学修饰,(DNA,的甲基化；组蛋白的甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等,),而使基因或,DNA,片段被标识的过程。,特点,基因组印记依靠单亲传递某种性状的遗传信息，被印记的基因会随着其来自父源或母源而表现不同，即,源自双亲的两个等位基因中一个不表达或表达很弱,。,不遵循孟德尔定律,，是一种典型的非孟德尔遗传，正反交结果不同。,（,2,）,X,染色体失活,X,染色体随机失活是,X,失活中心,（,XIC,）调控的。,Xic,是一个顺式作用位点，包含辨别,X,染色体数目的信息,和,Xist,基因,，前者可保证仅有一条染色体有活性，后者缺失将导致,X,染色体失活失败。,X,染色体失活过程模式图,