浅谈表观遗传学
分子生物学之表观遗传学
分子生物学：表观遗传学表观遗传学( epigenetics):指非基因序列变化导致的基因表达的可遗传的改变。
细胞中生物信息的表达受两种因素的调控：遗传调控提供了“生产’维持生命活动所必需的蛋白质的“蓝本”，而表观遗传调控则指导细胞怎样、何时和何地表达这些遗传信息。
表观遗传学研究的主要内容：DNA的甲基化，染色质的物理重塑和化学修饰，非编码RNA基因调节。
依赖ATP的染色质的重塑由ATP水解释放的能量可以使DNA和组蛋白的构象发生改变；包括DNA的甲基化和组蛋白N端尾巴上特殊位点的化学基团修饰，同样可以直按或间接地影响染色质的结构和功能。
二者之间相互渗透，相互作用，共同影响着染色质的结构和基因的表达。
此外，近些年发现转录组(transcriptome)中组有多种非编码RNA广泛参与基因表达调控，非编码RNA的基因调节也可属于表观遗传学的研究的范畴。
DNA甲基化的概况DNA的甲基化既可以发生在腺嘌呤的第6位氮原子上，也可以发生在胞嘧啶的第5位碳原子上。
*在真核生物中，DNA甲基化只发生在胞嘧啶第5位碳原子上。
真核DNA甲基化由DNA甲基转移酶(Dnmt, DNA methyltransferase)催化，S-腺苷甲硫氨酸(SAM, S-adenosyl methionine)作为甲基供体，将甲基转移到胞嘧啶上，生成5一甲基胞嘧啶(5-mC)。
在哺乳动物中，DNA甲基化主要发生在CpG双核苷酸序列，全部CG二核苷酸中约70%~80%的C是甲基化（mCpG), 所以CpG称为甲基化位点。
CG抑制:DNA中CG的排列出现的概率小于期望值1/16（A42+4=16），如人的基因组中CG排列小于1%，而非随机期望的约6%（1/16）.基因组中的CpG位点并非均一分布。
在某些区域中(大约有300～3 000 bp)，CpG位点出现的密度高(50%或更高），这些区域即所谓的CpG岛。
大部分CpG岛(>200bp, C+G含量=/>50%. CpG观测值/期望值=/>0.6) 位于基因的5’端，包括基因的启动子区域和第一外显子区，而且60%的人类(哺乳动物40%)基因组的启动子区都含有CpG岛(几乎所有管家基因都存在CpG岛），它们在基因表达调控中可能发挥着重要的作用。
表观遗传学的研究与应用
表观遗传学的研究与应用随着科学技术的不断发展，人们对生命的认知也越来越深刻。
而在遗传学领域中，表观遗传学作为一种新兴的研究方向，正在逐渐成为一个备受瞩目的领域。
本文将介绍什么是表观遗传学、它的研究方法和主要的研究方向，并探讨它在生物医学、农业和环境保护领域中的应用。
什么是表观遗传学？表观遗传学是一种研究细胞基因组功能的学科，它研究的是在基因组中，DNA序列不变的情况下，细胞内外的环境因素对基因活动的影响以及这些改变在细胞分裂过程中“传承”的过程。
简单来说，表观遗传学是研究细胞内外环境对基因表达水平的影响，它被视为一种“生物学上的记忆”。
表观遗传学研究方法表观遗传学的研究方法主要包括以下几种：1. DNA甲基化分析：DNA甲基化可通过体内或体外DNA甲基化修饰酶，将DNA上指定的碱基（嘌呤或胸腺嘧啶）甲基化，进而引起基因的沉默或激活。
2. 组蛋白修饰分析：在核糖体上有两类蛋白—核糖体蛋白和组蛋白蛋白。
组蛋白分子也可在其精细的结构中发生修饰从而引起基因表达的调节。
3. miRNA分析：miRNA是一种小分子RNA，可以通过控制mRNA的降解或抑制它们翻译成蛋白质，从而影响基因表达。
4. 多组学数据整合：通过综合使用基因芯片、转录组测序和蛋白质组学方法以及计算模型，对表观遗传学进行整合研究。
表观遗传学的主要研究方向表观遗传学的研究方向主要包括以下几大类：1. 发育与器官发育表观遗传学在发育和器官发育这一领域中的研究已经初步发现了许多有趣的现象。
例如，胚胎发育期间存在多种不同的表观遗传修饰状态，快速的 DNA甲基化 /脱甲基化转变，独特的组蛋白构成以及特定的小RNA表达模式。
2. 病理学和治疗表观遗传学在病理学和治疗领域中的研究显示，人类多种形式的疾病如免疫疾病、神经退行性疾病、某些癌症和心血管疾病等都与表观遗传修饰失调有关。
例如，一些染色体重排和甲基化修饰异常在众多癌症类型中常常发生。
同时，表观遗传学因其可逆性、多样性和可变性，被广泛研究为潜在的治疗手段。
我对表观遗传学的研究
我对表观遗传学的研究【概念】在基因组中除了DNA和RNA序列以外，还有许多调控基因的信息，它们虽然本身不改变基因的序列，但是可以通过对基因DNA和组蛋白的化学修饰、RNA干扰、蛋白质与蛋白质、DNA和其它分子间的相互作用，而影响和调节基因的功能和特性，并通过细胞分裂和增殖周期遗传给后代，这就是表观遗传学。
【表观遗传学和人类健康】在过去的几十年中，人们发现几种表观遗传调节以及表观遗传特征变化同多种疾病相关。
通常地说，表观遗传相关疾病的遗传特点不能用精确遗传方式来完全解释。
表观遗传疾病也表现出遗传印迹。
例如，孕期母体的食谱以及其它作用于孕期子宫的因素能影响到子代成年后的发育。
由于DNA甲基化在长时期内的错误不断积累，受到表观遗传机制影响的疾病会随着衰老而发生患病人数增加的现象。
被认为受到表观遗传影响的疾病主要包括几种癌症。
例如，乳腺癌、肝癌、肺癌、结肠癌、Ⅱ型糖尿病、肠道疾病和心血管疾病。
表现遗传学是针对不涉及到DNA顺序变化而表现为DNA甲基化谱、染色质结构状态和基因表达在细胞亲代与子代间传递的遗传现象的一门科学。
在真核细胞的正常发育中，DNA甲基化谱和染色质状态的确定和时空变化受着精细的调控。
同时，组蛋白的修饰和染色质高级结构的监控机制之间有着密切联系，由此调控有关基因的表达。
表观遗传学调控主要涉及DNA甲基化、组蛋白的修饰、染色质高级结构的重建等，以及这些机制之间的密切联系，以此实现有时间和空间特色的基因表达调控。
高等真核细胞的正常发育取决于表现遗传学调控机制的准确无误的运行，该机制的失误可引起对包括肿瘤和神经退行性病变在内的多种疾病。
在整个基因组中的基因表达由所有上述那些机制共同调节，同时还与其它一些罕见的现象相关，其中包括雌性哺乳动物中发生的X染色体上一个拷贝的关闭及亲本印记现象，即某个基因的活性依赖于其遗传自父亲还是母亲。
【表观遗传学和作物改良】植物天然群体中存在大量遗传变异，这些变异是随机突变和自然选择的结果，也是物种赖以生存和进化的原料。
表观遗传学的定义分类和生物学功能
表观遗传学的定义分类和生物学功能表观遗传学是研究基因组中非序列相关的遗传变化及其对基因表达和细胞功能的影响的科学领域。
它研究的是不涉及DNA序列本身的遗传信息传递，而是通过化学修饰、染色质结构和非编码RNA 等机制来调控基因表达。
表观遗传学的研究对于我们理解生物体的发育、疾病发生机制以及进化等方面具有重要意义。
根据表观遗传学的研究对象和方法，可以将其分为不同的分类。
主要的分类包括DNA甲基化修饰、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA等。
DNA甲基化修饰是表观遗传学研究的重要内容之一。
DNA甲基化是指在DNA分子上加上甲基基团，通过DNA甲基转移酶催化反应来实现。
DNA甲基化在基因组稳定性、基因表达调控和细胞分化等过程中发挥重要作用。
它可以通过改变DNA的物理结构来直接影响基因的转录活性，从而调控基因表达。
DNA甲基化修饰在肿瘤发生、免疫系统发育和神经系统发育等方面具有重要的生物学功能。
组蛋白修饰是另一个重要的表观遗传学研究领域。
组蛋白是染色体的主要蛋白质组成部分，也是调控基因表达的重要因素。
组蛋白修饰是指通过化学修饰改变组蛋白的结构和功能，从而影响染色质的状态和基因表达。
常见的组蛋白修饰包括乙酰化、甲基化、磷酸化等。
这些修饰可以通过改变染色质的紧密度和开放度来调节基因的转录活性。
组蛋白修饰在细胞周期调控、发育过程和疾病发生中起到重要的生物学功能。
染色质重塑是表观遗传学研究的另一个重要方向。
染色质是由DNA 和组蛋白组成的复杂结构，它在细胞核中呈现出不同的构象状态。
染色质重塑是指通过改变染色质的结构和构象来调节基因表达。
染色质重塑可以通过染色质高级结构的改变来实现，包括染色质颗粒的重排、染色质环的形成和染色质颗粒的移动等。
染色质重塑在细胞分化、基因转录调控和基因组稳定性等方面发挥着重要的生物学功能。
非编码RNA是表观遗传学研究的新兴领域。
非编码RNA是指不具有编码功能的RNA分子，它们不会被翻译成蛋白质，但在基因表达调控中发挥重要作用。
表观遗传学的研究内容
表观遗传学的研究内容
表观遗传学的研究主要集中在研究分子、细胞和组织水平上，以及
基因组的功能影响，专注于研究非结构性的基因表达的细节变化来理
解生物体适应不同环境和选择时所发生的分子机制。
表观遗传研究所
涉及的主要内容有：
1、组蛋白修饰：组蛋白修饰是指由组蛋白及其合成酶、分解酶调节的
过程，例如乙酰化、甲基化和磷酸化，它们可以改变DNA上的表达水平，并影响基因的表达和遗传的效果。
2、DNA甲基化：DNA甲基化是指由DNA内的甲基化酶把甲基小分子(例如甲基脱氧核糖核酸)加到DNA序列上的过程，它可以大大影响DNA序列上基因的表达和调节，从而影响分子、细胞甚至组织的功能。
3、转录调节：转录调节是指DNA序列与转录调节因子结合而抑制或
促进基因转录的过程，可以改变基因转录密度，影响其表达水平，从
而影响基因的功能。
4、微RNA调控：微RNA调控是指微RNA(miRNA)的识别与结合，根据miRNA结合的基因序列，进行靶基因的调节，调节其表达水平，从
而调节生物体的功能。
另外，表观遗传学也非常重要的是要研究各种能力和表观遗传学之间
的关系，弄清这些各种特性对基因表达的影响，从而洞察改善特定状况的分子机制。
浅谈《表观遗传学》研究生课程的教学
浅谈《表观遗传学》研究生课程的教学研究生教育是高等教育的重要组成部分，是培养高素质、高层次人才的重要手段。
今天的社会对研究生的全面素质和创新能力提出更高的要求，而专业课教学是研究生教育的最基本部分，是提高研究生专业素质和创新能力的直接途径，因此，提高专业课教学水平对研究生的培养具有十分重要的意义[1]。
随着生物技术和医学科学技术的迅速发展，知识更新速度加快，学科之间相互交叉、相互渗透，边缘学科和新兴学科不断涌现。
表观遗传学是近几年来生命科学迅速发展的前沿学科之一，其理论与技术已经广泛渗透至生物学、基础医学、临床医学及预防医学的各个学科。
表观遗传学是我们学院学术型硕士研究生专业课程和专业学位硕士研究生专业知识模块的主干课程。
如何适应新形势下研究生培养的需要，笔者主要针对研究生表观遗传学教学谈一些自己的看法及建议。
1 教师业务素质的提高生物医学模式的转变对教师的业务素质和能力提出了相应的更高要求。
不仅要求教师有生命科学、基础医学和临床医学的专业知识，而且还要有生物医学理论方面的知识，同时要求教师的技术知识层次能跟上生物医学实验技术推广周期不断缩短的趋势。
我们在研究生的表观遗传学教学中，随时进行文献调研，密切关注最新高水平期刊和学术会议的相关信息，不断补充传达的最新知识。
引导学生关注当前研究活跃的肿瘤、衰老、心血管疾病、感染性疾病与表观遗传学的最新研究进展情况，着重介绍营养、环境、应激、细胞代谢在表观遗传变化中的重要作用机制。
这些新知识非常受研究生的欢迎，引起他们浓厚的兴趣。
通过这些新知识的学习，不仅开阔了研究生的学习视野，启发了他们的创新思维，同时使他们形成良好的文献调研和学术研讨的习惯，逐步形成和掌握正确的科研方法，为即将开展的课题研究工作奠定了坚实的基础。
在教学过程中反过来能进一步促进教师知识结构的不断更新，达到教学相长的目的。
2 改革教学内容，形成完整的表观遗传学知识结构体系与经典遗传学以研究基因序列决定生物学功能为核心相比，表观遗传学主要研究基于染色质事件对于这些“表观遗传密码”的建立和维持的机制，及其如何决定细胞的表型和个体的发育。
什么是表观遗传学什么是表观遗传学，简述其研究进展
什么是表观遗传学什么是表观遗传学，简述其研究进展表观遗传学（epige***ics）——主要研究任务是通过对生活习惯、饮食习惯等因素的研究，寻找在没有改变dna序列的前体下，环境如何影响我们的基因的答案。
比如说，空气中的污染物如何改变一个人的dna的表达，从而导致像肺气肿或肺癌之类的疾病。
在基因组中除了dna和rna序列以外，还有许多调控基因的资讯，它们虽然本身不改变基因的序列，但是可以通过基因修饰，蛋白质与蛋白质、dna和其它分子的相互作用，而影响和调节遗传的基因的功能和特性，并且通过细胞**和增殖周期影响遗传。
因此表观遗传学又称为实验遗传学、化学遗传学、特异性遗传学、后遗传学、表遗传学和基因外调节系统，它是生命科学中一个普遍而又十分重要的新的研究领域。
它不仅对基因表达、调控、遗传有重要作用，而且在肿瘤、免疫等许多疾病的发生和防治中亦具有十分重要的意义。
表观遗传学（epige***ics）研究转录前基因在染色质水平的结构修饰对基因功能的影响，这种修饰可通过细胞**和增值周期进行传递。
表观遗传学已成为生命科学中普遍关注的前沿，在功能基因组时代尤其如此。
免疫系统被认为是一个解析表观遗传学调控机制的良好模型，而且免疫细胞伯分化及功能表达和表观遗传学的联络甚密，无疑使这一交叉领域的发展一开始就置身于一片沃土之中。
为此，本文对表观遗传学的免疫学意义作一简介，侧面重于t细胞分化特别是th1、th2及相关细胞因子基因表达中的表观遗传学调控。
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什么是表观遗传学，简述其研究进展表观遗传学，研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达的可遗传的变化的一门遗传学分支学科。
发展一直以来人们都认为基因组dna决定着生物体的全部表型，但逐渐发现有些现象无法用经典遗传学理论解释，比如基因完全相同的同卵双生双胞胎在同样的环境中长大后，他们在性格、健康等方面会有较大的差异。
表观遗传学
海伦凯勒英语读后感Helen. Keller is a fate not fair to her, in her 18 months time, because of a seriously ill health, leading to blind, deaf ears. Learned here, I have attempted to heart, how bad luck to befall her head, God is really unfair ofthe ? A person with this vivid and dramatic isolation from the world, to face immense from the darkness and thesilence Siyi Ban, which is very painful thing ah ?Fortunately, the brave, however unfortunate that the small Helen Anne encountered a family of teachers. Sullivan, Helen Sullivan, the teacher has learned to read, write and arithmetic, learned a finger "to speak," so that Helen enhance the life of courage and confidence. Learned here, I am pleased to Helen, Helen was strong and indomitablespirit of infection. Helen Rujisike learning, skills liveup to conscientious, 1900 Helen with outstanding achievements admitted to the University, 1904 University graduate.Helen in the life of the 14 pleted works. "My life story," "Song of stone walls" and "out of the dark" and so had a worldwide impact, Helen also her life dedicated tothe welfare and education, won the praise of world public opinion, the United Nations Launched to "Helen. Keller" study the world movement.Ah yes, we really would like to Helen learn from her that the indomitable spirit of struggle, she did not because of childhood deafness, Yanxia and retreat, but the courage to move forward. Where fall on where to stand up, we have to do in life.。
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浅谈表观遗传学
摘要：表观遗传学改变包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA作用等，产生基因组印记、母性影响、基因沉默、核仁显性、休眠转座子激活等效应。
表观遗传变异是环境因素和细胞内遗传物质间交互作用的结果，其效应通过调节基因表达，控制生物学表型来实现。
本文则从以上几个方面简述了表观遗传学的改变以及基本原理。
经典遗传学认为，核酸是遗传的分子基础，生命的遗传信息储存在核酸的碱基序列。
每个个体内虽然所有细胞所含有的遗传信息是相通的，但由于基因的选择性表达，即不同细胞所表达的基因种类不同，这些来源相同的细胞经过增殖分化后将变成功能形态各不相同的细胞，从而组成机体内不同的组织和器官。
几年来发现，在DNA序列不发生改变的情况下，基因表达也可发生能够遗传的改变，这种现象就被定义为表观遗传。
它的主要论点是生命有机体的大部分性状是由DNA序列中编码蛋白质的基因传递的，但是DNA序列以外的化学标记编码的表观遗传密码，对于生命有机体的健康及其表型特征，同样也有深刻的影响。
表观遗传学的调节机制主要包括组蛋白修饰、DNA甲基化、非编码RNA作用等，通过这些调节模式，影响基因转录和(或)表达，从而参与调控机体的生长、发育、衰老及病理过程。
这些调节模式相比核酸蛋白质的经典遗传途径更容易受环境的影响，因此表观遗传学更加关注环境诱导的表观遗传变异。
因为表观遗传的这些调节机制易受环境影响，而任何一种调节机制发生异常都可能导致细胞状态、功能等发生紊乱，进而引起各种疾病，同时又由于许多表观遗传变异是可逆的，导致表观遗传异常引发的疾病相对容易治疗，因此近年来表观遗传学致病的研究成为了热门的话题之一。
组蛋白在DNA组装中发挥了关键作用, 利用核心组蛋白的共价修饰包括组蛋白甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、ADP-核糖基化及特定氨基酸残基N-末端的SUMO化传递表观遗传学信息。
修饰的主要靶点是组蛋白氨基末端上的赖氨酸、精氨酸残基，这些组蛋白翻译后修饰对基因特异性表达的调控，是其表观遗传学的重要标志。
正常机体内，组蛋白修饰保持着可逆的动态平衡，当平衡打破，组蛋白去乙酰化则使得乙酰基从乙酰化组蛋白转移到乙酰辅酶A上,形成了致密的染色质状态, 从而使基因转录下降或沉默。
DNA甲基化则较组蛋白修饰更进一步,它主要是在DNA甲基转移酶(DNMTs)催化下,将同型半胱氨酸(Hcy)-甲硫氨酸循环中 S-腺苷甲硫氨酸(SAM)中的甲基,由四氢叶酸转移到胞嘧啶的第5位上形成 5-甲基胞嘧啶(5-mC)。
其中,相邻的胞嘧啶−鸟嘌呤二核苷酸(CpGs)是最主要的甲基化位点，它在正常人体基因组中处于非甲基化状态，其中的胞嘧啶甲基化可以阻碍转录因子的结合, 从而可致基因沉默。
一般而言, 高度甲基化的基因可致表达抑制,而低甲基化的基因可增强基因表达或过表达。
表观遗传学调控机制涉及RNA的主要包括：miRNA、siRNA以及维持细胞周期的沉默rRNA基因的一部分。
miRNA是较短的双链RNA分子，约有22个核苷酸，可以在转录后通过绑定靶mRNA，从而抑制转录或诱导mRNA分裂降解，大多数具有高度保守性和组织特异性。
siRNA与miRNA的区别主要在于siRNA可以体外合成，多由外源性导入或感染诱导产生，其他方面如形态、作用方式等大致和miRNA 相同。
表观遗传学的调节方式还有染色质重塑、基因印记、X染色体失活等。
染色质重塑是指在基因复制、转录和重组等过程中，致密的染色质发生解压缩，暴露了基因转录启动子区中的特定结合位点，使转录因子更易与之结合，最终导致核小体位置和结构及其中的组蛋白发生变化，引起染色质改变。
基因印记则是指来自亲本的等位基因在发育过程中进行特异性的加工修饰，导致子代体细胞中两个亲本来源的等位基因表达方式不同，一个有表达活性，另一则个基因沉默。
X染色体失活指雌性哺乳动物细胞中X染色体被包装成异染色质,进而因功能受抑制而沉默化,两条X染色体的其中之一失去活性的现象。
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