表观遗传研究对象

1、表观遗传研究对象,DNA 甲基化,1,表观遗传（epigenetics）是指DNA序列不发生变化，但基因表达却发生了可遗传的改变,且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定传递。,一、DNA甲基化,DNA甲基化(DNA methylation)是研究得最清楚、也是最重要的表观遗传修饰形式，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，在空间上阻碍转录因子复合物与DNA的结合。 DNA甲基化一般与基因沉默相关联； 非甲基化一般与基因活化相关联； 而去甲基化往往与一个沉默基因的重新激活相关联。,二、组蛋白修饰,组蛋白（histones）真核生物体细胞染色质中的碱性蛋白质，根据氨基酸成分和

2、分子量不同，主要分成5类H1、H2A、H2B、H3、H4，由4种组蛋白H2A、H2B、H3和H4，每一种组蛋白各二个分子，形成一个组蛋白八聚体，约200bp的DNA分子盘绕在组蛋白八聚体构成的核心结构外面，形成了一个核小体。连接相邻2个核小体的DNA分子上结合了另一种组蛋白H1染色质就是由一连串的核小体所组成。,二、组蛋白修饰,二、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，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

3、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。,二、组蛋白修饰,活化修饰：乙酰化，赖氨酸甲基化，丝氨酸磷酸化(Ac-K9,4H3/Me3-K4H3/P-S10H3) 抑制修饰：赖氨酸甲基化(Me3-K9K3),二、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- 发生与 Ser 残基，一般与基因活化相关 泛素化- 一般是C端Lys修饰

4、，启动基因表达。 SUMO（一种类泛素蛋白）化- 可稳定异染色质。 其他修饰,三、染色质重塑,染色质修饰与重塑（共价修饰型与ATP依赖型）,三、染色质重塑,ATP依赖的染色质重构机制,染色质重塑复合物依靠水解ATP提供能量来完成染色质结构的改变，根据水解ATP的亚基不同，可将复合物分为SWI/SNF复合物、ISW复合物等，这些复合物及相关蛋白均与转录激活和抑制、DNA甲基化、DNA修复及细胞周期相关。,四、RNA调控,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-tr

5、anscriptional gene silencing, PTGS ）。 RNA干扰是一种重要而普遍表观遗传的现象。,五、其他表观遗传机制,除DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、和RNA调控以外，还有遗传印迹、X染色体失活、等。 遗传印迹、X染色体失活的本质仍为DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑。,一、概述,染色质免疫沉淀技术 (chromatinimmunoprecipitationassay, CHIP）是目前唯一研究体内DNA与蛋白质相 互作用的方法。ChIP不仅可以检测体内反式因子与DNA的动态作用，还可以用来研究组蛋白的各种共价修饰与基因表达的关系。,应用：,二、原理,检测目标基因活性 在保持组蛋白和DNA联合的同时，染色质被切成很小的