DNA甲基化课件

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4.2《基因对性状的控制》课件-2020-2021学年人教版(2019)生物必修2

4.2《基因对性状的控制》课件-2020-2021学年人教版(2019)生物必修2
2、细胞分化的本质:基因的选择性表达。
分化前后细胞中DNA (基因)不变
分化形成的细胞中mRNA和蛋白质 不完全相同
二、基因的选择性表达与细胞分化
基因选择性表达的结果
(1)细胞形态改变:如肌细胞的梭形,哺乳动物成熟红细胞 的圆饼状,神经细胞的突起状等 (2)细胞结构改变:主要是细胞器种类和数量有较大差异 (3)细胞功能改变:执行特定的功能,如运动、反射、免疫等 (4)特殊分子的合成:如合成唾液淀粉酶、抗体、胰岛素、血 红蛋白、肌动蛋白等
资料二:小鼠毛色的遗传
小鼠的毛色受一对等位基因控制:
Avy是显性基因,表现为黄色体毛;
a为隐性基因,表现为黑色体毛。
不同颜色的小鼠
纯种黄色×纯种黑色→F1:基因型为Avya,却表现出不同的
毛色;介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。
讨论:小鼠性状改变的原因是什么
因为AVY基因的前端有一段影响AVY基因表达的特殊 的碱基序列被甲基化修饰,AVY基因表达受到抑制。
2.(1)第一,基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系,存 在多对基因控制一对性状和一对基因控制多对性状的情形; 第二,核基因在染色体上呈线性排列,因此这些基因有可能位于同 源染色体上,导致这些基因控制的性状不遵循自由组合定律; 第三,某些植物无性生殖,性状传递也不遵循孟德尔遗传规律; 第四,个别性状可能是细胞质基因控制或与母本提供的细胞质成 分有关。
(3)组蛋白甲基化、乙酰化等; 真核生物细胞核中的DNA与一些蛋白质结合在一起,带负电荷 的DNA缠绕在带正电荷的蛋白质(如组蛋白)上,使细胞的DNA 卷成紧密的结构。乙酰化修饰就是用乙酰基把组蛋白的正电荷 屏蔽掉。组蛋白的正电荷一旦减少,与其DNA的结合就会减弱, 这部分DNA就会松开,激活相关基因的转录。

表观遗传学简述ppt课件.pptx

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总结
表观遗传学信息提供了何时、何地、以何种方式去 执行DNA遗传信息的指令,它通过有丝分裂和减数 分裂将遗传信息从上一代传递给下一代。
决定表观遗传学过程的主要因素为DNA的甲基化、 组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA调控,这4个 因素的相互关系以及它们如何共同来调节染色质 结构还有待进一步研究。
甲基转移作用通常发生在 5′-胞嘧啶位置上, 具有调 节基因表达和保护DNA该 位点不受特定限制酶降解 的作用。
2、组蛋白修饰
组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白,是一类 小分子碱性蛋白质,有5种类型:H1、H2A、H2B、H3、 H4,它们富含带正电荷的碱性氨基酸,能够同DN中带 负电荷的磷酸基团相互作用。
小组成员及分工
谢吕欣:表观遗传学最新研究进展资料查找 陈绪:表观遗传学作用机制资料查找、PPT报告 庞锡泉:表观遗传学前沿方向资料查找 金丽菁:PPT制作、文献资料汇总整理
THANK YOU FOR WATCHING
染色质重塑是指 在能量驱动下核 小体的置换或重 新排列,它改变了 核小体在基因启 动子区的排列,增 加了基础转录装 置和启动子的可 接近性。染色质 重塑主要包括2 种类型:
依赖共 价结合 反应的 化学修

利用ATP水解所产生的能量使核小体 结构发生如下4种突变:(1)核小体在 DNA上的滑动;(2)DNA和核小体的 解离;(3)将组蛋白八聚体从染色 质上去除;(4)组蛋白变异体和经 典组蛋白间的置换
表观遗传学的前沿研究与进展
1.非编码RNA的进展
随着复杂性的增加,非蛋白质编码序列日益成为多细 胞生物的基因组的主导者,其相反与蛋白质编码基因, 相当的稳定。它能够在大多数哺乳动物基因组,甚至 所有真核生物细胞和组织中表达,越来越多的证据表 明,非编码RNA的表达涉及到基因表达的调控。

《基因功能分析》课件

《基因功能分析》课件
通过荧光染料或探针标记的特异引 物,对特定基因进行实时荧光检测 ,实现对基因表达的定量分析。
蛋白质组学分析
利用质谱等技术对蛋白质进行鉴定 和定量分析,了解蛋白质的表达情 况和功能。
基因突变分析
Sanger测序
通过对目标基因进行双脱氧终止法测序,检测基 因突变位点和类型。
高通量测序
对全基因组或目标区域进行深度测序,发现基因 突变和结构变异。
随着基因技术的进步,相关的伦理和法规 也将不断完善,以保障技术的安全和合理 应用。
THANKS
[ 感是生物多样性的基础。不同物种或同一物种不同种群间的基因变异导致了生物多 样性的产生和发展。了解基因变异对生物多样性的影响有助于保护和利用生物资源。
CHAPTER 04
基因功能研究的应用
医学诊断与治疗
基因诊断
利用基因检测技术,对遗传性疾病进行早期诊断,有助于制定个性 化的治疗方案。
基因与药物反应个体差异
不同个体对同一种药物的反应可能存在差异,这种差异部 分由基因变异引起。了解个体基因变异情况有助于预测患 者对特定药物的反应。
基因与进化
基因变异与物种形成
基因变异是生物进化的驱动力之一。通过自然选择和遗传漂变,基因变异在种群中积累并 最终导致新物种的形成。
基因与适应性进化
生物在适应环境过程中,某些基因变异有助于提高生存和繁殖能力,从而在自然选择作用 下得到保留和传播。这些变异可以影响生物的生理机能、行为和形态等方面。
03
基因与个性化医疗
了解基因变异对疾病的影响有助于实现个性化医疗,为患者提供更精准
的诊断和治疗方案。
基因与药物反应
基因与药物代谢
药物代谢酶的基因变异可以影响药物的代谢速率和效果。 有些变异可能导致药物代谢过快或过慢,从而影响治疗效 果。

表观遗传 课件 高一下学期生物人教版必修2

表观遗传  课件 高一下学期生物人教版必修2
必修2 •第四章•基因的表达
第2节 基因表达与性状的关系 (第2课时)
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同卵双胞胎的“秘密”
唐奕帆
唐奕辉
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问题1:两种植株花的形态结构出现差异的原因是什么?
两侧对称型植株A
DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶 (DNMT)的催化作用下,将甲基(-CH3) 转移到DNA分子胞嘧啶碱基上,将其修饰 成为5-甲基胞嘧啶的反应过程,一般发生 于CG二核苷酸序列处。
DNA甲基转移酶
辐射对称型植株B Lcyc基因甲基化
2、表观遗传的常见调控机制 (1)DNA的甲基化
DNA甲基化物理模型的构建:利用拉链模拟DNA双链、用拉链头模拟转绿时的RNA 聚合酶、长尾夹模拟甲基化位点,长尾夹数量模拟甲基化水平,建构柳穿鱼 Lcyc基因和小鼠Avy基因甲基化模型。
非编码区
编码区
非编码区
启动子
与RNA聚合酶 结合位点
真核细胞基因
黄色体毛
黑色体毛
P
F1
Avy Avy
Avya
aa
介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型
问题4:子一代小鼠的基因型都是Avya,却表现出不同的毛色的原因是什么? Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved.
【资料2】小鼠毛色的遗传-----阅读教材P73
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组蛋白修饰及其功能(乙酰化,甲基化,磷酸化等)(教学课件)

组蛋白修饰及其功能(乙酰化,甲基化,磷酸化等)(教学课件)

专业 课件
3
局部乙酰化举例
当DNA与核小体尚未解开缠绕时,转录激活因子如糖皮质激素受体可以和DNA上相应 的反应元件(GRE)结合。当结合至GRE之后,糖皮质激素募集共激活因子如CBP到染色 体上的靶转录基因区。此时,共激活因子利用HAT活性使得结合在DNA启动子区域的核心 组蛋白乙酰化,进而使DNA与组蛋白结合减弱,核小体释放,转录因子和RNA聚合酶可以 与DNA上特异的启动子结合,启动靶基因的转录。
通常,异染色质结构域组蛋白呈低乙酰化,常染色质结构 域组蛋白呈高乙酰化。
专业 课件
酵母组蛋白乙酰化与去乙酰化的调节
2
组蛋白乙酰化调节转录的机制
组蛋白乙酰化引起染色质结构改变及基因转录活性变化的至少包括以下几个方面: ①组蛋白尾部赖氨酸残基的乙酰化能够使组蛋白携带正电荷量减少,降低其与带负电荷的 DNA链的亲和性,导致局部 DNA与组蛋白八聚体解开缠绕,从而促使参与转录调控的各种 蛋白因子与DNA特异序列结合,进而发挥转录调控作用; ②组蛋白的N末端尾巴可与参与维持染色质高级结构的多种蛋白质相互作用,更加稳定了核 小体的结构。而组蛋白乙酰化却减弱了上述作用,阻碍了核小体装配成规则的高级结构(如 螺线管); ③组蛋白乙酰基转移酶(HAT)对相关转录因子或活化因子进行乙酰化修饰以调节基因的表 达。如 CBP/P300对P53的乙酰化可增强其特异性 DNA结合能力、转录激活能力,并延长其 半衰期。
组蛋白不同修饰之间的关系 乙酰化一般是活性染色质的标志,而甲基化和磷酸化则在活性染 色质和非活性染色质中都存在。组蛋白H3K9的甲基化在调节基因 表达、染色质组装和异染色质形成过程发挥重要作用。H3S10的 短暂磷酸化足以使H3K9甲基化引起的染色质浓缩变得疏松。这是 一个两种组蛋白同时调节染色质组装状态的例子:稳定的甲基化 和动态的磷酸化标记。

第三讲DNA与RNA生物合成

第三讲DNA与RNA生物合成
2020/6/17
2020/6/17
3.转座作用的遗传学效应 • ① 转座引起插入突变;② 转座产生新的基因;③ 转座
产生的染色体畸变;④ 转座引起的生物进化.
2020/6/17
RNA代谢
• 除了某些RNA病毒之外,所有RNA分子都来 自于DNA。基因组DNA通过一个被称为转录 的过程把贮存在双链DNA分子中的遗传信息 转换到与模板DNA链相互补的RNA单链上。 mRNA,编码了一个或多个蛋白质序列; tRNA,把mRNA上的遗传信息变为多肽中的 氨基酸信息;
2020/6/17
2020/6/17
a. 依赖于ρ因子的终止 ρ因子是一个相对分子质量为2.0×105的六聚体
蛋白,它能水解各种核苷三磷酸,实际上是一种 NTP酶。由于催化了NTP的水解,ρ因子能促使新 生的RNA链从三元转录复合物中解离出来,从而终 止转录。
有人认为,在RNA合成起始以后,ρ因子即附着 在新生的RNA链上,靠ATP水解产生的能量,沿着 5'→3'方向朝RNA聚合酶移动,到达RNA的3'-OH端 后取代了暂停在终止位点上的RNA聚合酶,并从模 板和酶上释放RNA,完成转录过程。终止过程需要 消耗能量,所以,ρ因子具有终止转录和核苷三磷 酸酶两种功能。
2020/6/17
2020/6/17
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4. 真核细胞DNA的复制比大肠杆菌更复杂
• 真核生物的origin of replication被称为ARSautonomously replicating sequences或者被称 为replicators。Yeast replicators长约150dp, 有多个保守重复区,共有约500个replicators分 布于酵母的17条染色体中。

表观遗传PPT课件

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or silencing
RNA
源或入侵的核酸
RNA
piRNA Piwi-interacting 27~30nt 单链RNA
Piwi成员 调 控 染 色 质 结 构 和 转
RNA
座子沉默
LncRNA Long nocoding >200nt 单链RNA
调节X染色体失活和印
RNA
迹基因表达
非编码RNA干扰
表观遗传与疾病
表观遗传病(epigenetic diseases)包括中枢神 经系统发育紊乱、免疫性疾病、复杂代谢性疾 病和癌症等。
分类:一类是在发育的重新编程过程中造成的 特定基因表观遗传修饰的异常,也称表观突变 (epimutation);另一类与表观遗传修饰的分子 结构与功能相关的蛋白质编码基因有关。
外源性dsRNAs通过转换成20~23 nt的siRNAs特异 性地沉默靶基因。
作用原理:利用指导链识别靶点RNA分子,随后 RNA诱导沉默复合体(RNA-induced silencing complex, RISC)可以通过抑制转录或翻译、促进异 染色质形成、以及加速RNA或DNA降解等机制,实 现对各种靶基因的表达调控。
基因组印迹的调控机制
以Prader-Willi 综合征(PWS)为例。
15q11-q13
错误表达导致启动子甲基化及沉默
表达缺失
注:上方为母源表达基因,下方为父源表达基因,箭头示基因转录方向。 实心方块示印迹中心,实心圆圈示甲基化。
表观遗传的调控功能
X染色体失活
Lyon假说:X 染色体失活发生在胚胎发育早期; 小鼠实验:受精期,雌性合子的两条X染色体均有活性,
表观遗传的调控功能
X染色体失活的调控机制

分子生物学ppt课件完整版

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rRNA
核糖体RNA,是核糖体的组 成部分,参与蛋白质的合成。
13
其他RNA
如miRNA、snRNA、 snoRNA等,在基因表达调控 、RNA加工等方面发挥作用

RNA的功能与调控
遗传信息传递
RNA作为遗传信息的传递者,将DNA上的遗传信息转录 到mRNA上,再通过翻译合成蛋白质。
基因表达调控
RNA在基因表达调控中发挥着重要作用,如miRNA可以 通过与mRNA结合抑制其翻译,从而影响基因表达。

分子生物学是生物学的重要分支
分子生物学从分子水平上揭示生命现象的本质,为生物学的发展提供了重要的理论基础和 技术手段。
分子生物学推动生物学的发展
随着分子生物学理论和技术的不断发展,生物学的研究领域不断拓宽,研究深度不断提高 。例如,基因编辑技术的出现为遗传病的治疗和农作物遗传改良提供了新的手段。
生物学为分子生物学提供研究对象和背景知识
当DNA受到损伤时,细胞会启动修复机制对损伤进行修复。常见的修
复方式包括直接修复、切除修复和重组修复等。这些修复机制能够确保
遗传信息的稳定性和准确性。
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03
RNA的结构与功能
2024/1/25
11
RNA的分子组成
核糖核苷酸
RNA的基本组成单位是核 糖核苷酸,由磷酸、核糖 和碱基组成。
2024/1/25
分子生物学的定义
在分子水平上研究生物大分子的 结构和功能,以揭示生命现象本 质的科学。
分子生物学的发展
经历了从DNA双螺旋结构的发现 到基因组学、蛋白质组学等高通 量技术的发展过程。
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分子生物学的研究内容
基因与基因组的研究
DNA复制、转录与翻译的研究
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DNA甲基化参与肿瘤的机制
• 当肿瘤发生时,抑癌基因CpG 岛以外的CpG序列非甲基化程 度增加,而CpG岛中的CpG则 呈高度甲基化状态,以致于染 色体螺旋程度增加及抑癌基因 表达的丢失。
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基化CpG位点的DNA,不结合半甲基化
DNA甲基化通过改变染色质结构 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。 抑制转录
• 现DNA序列的甲基化能够指导核心组蛋白 H3H4的修饰以及连接组蛋白H1之间的连接 作用,组蛋白H3与H4氨基端结构域中多个 赖氨酸残基被乙酰化后,将会降低整个核 小体对DNA的亲和力,还可以阻止或降低 与转录或其调节有关蛋白质的相互作用。 因此,甲基化可以通过染色质结构的改变 阻断转录因子的通路使其处于稳定失活状 态。
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DNA甲基化与基因印记
• 基因印迹指在配子或合子发生期间,来自 亲本的等位基因或染色体在发育过程中产 生专一性的加工修饰,从而导致后代体细 胞中两个亲本来源的等位基因有不同的表 达活性。
• 基因组印迹的分子机理与印迹基因中胞பைடு நூலகம் 啶甲基化尤其是CpG岛的甲基化密切相关。
• 若基因印迹作用丧失,本应处于“关闭” 状态的基因被错误激活开启,导致疾病。
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DNA甲基化表观遗传机制
• 基因启动子区内CpG位点的甲基化可能通 过3种方式影响该基因转录活性:
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DNA甲基化和CpG Islands
• DNA甲基化能关闭某些 基因的活性,去甲基化 则诱导了基因的重新活 化和表达。
• CpG岛通常位于基因的
Tumor suppressor genes correlated 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。 with NSCLC
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DNA甲基化 基本原理
• DNA甲基化作为DNA序列的修饰方式,是 一种重要的表观遗传机制,能够在不改变 DNA分子一级结构的情况下调节基因组的 功能,在生命活动中起着重要的作用。
• 在DNA甲基转移酶(Dnmt)的催化下,以S一 腺苷甲硫氨酸(SAM)为甲基供体,将甲基转 移到DNA分子中特定碱基上的过程,最常 见的是在胞嘧啶上形成5 ’甲基胞嘧啶。
• MBPs能特异性结合甲基化CpG位点。 MBPs包括MBD(methyl-CpG-binding domain)家族,MBD家族包括MBDl、 MBD2、MBD3与MBD4。
• MBDs往往以蛋白复合体的形式发挥作用。 • 抑制因子MeCP1(methyl cytosine binding
protein1)与MeCP2_2 可以结合一些甲基化 CpG残基。MeCP1可结合含有多重对称性 甲
3. CDH1、CDH13
• CDH1、CDH13基因均属于钙粘蛋白家 族。
• CDH1编码的蛋白E-cadherin是一跨膜 糖蛋白,在肿瘤侵袭转移方面起重要作 用,是公认的浸润转移抑制基因。该基 因启动子区CpG岛甲基化是E-cadherin 失活的重要机制。
• CDH13基因编码蛋白H-cadherin,起着
DNA甲基化与肺癌的早期诊断
• 于DNA甲基化出现在几乎所有肿瘤中,并 且发生在癌前病变和癌变早期,因此是肿 瘤早期诊断的理想标志物。
• DNA甲基化改变常发生于肿瘤形成过程, 包括全基因组水平DNA低甲基化和CpG岛 高甲基化。
• 抑癌基因的失活是肿瘤发生的重要分子基 础。
Tumor suppressor genes 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。 correlated with NSCLC
• 2. RASSF1A
• Ras相关区域家族1A(RASSF1A)是 人类肿瘤中甲基化频率最高的一个抑 癌基因,RASSF1A主要参与细胞周期 的调节,该基因甲基化与肺癌发生发 展及预后关系密切。
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1. p16基因
• 位于人第9条染色体p21区,参与细胞周期 蛋白调控,通过与细胞周期蛋白依赖激酶 CDK4及CDK6结合而抑制后者活性,进而抑 制细胞增殖,是一种重要的抑癌基因。
• p16启动子区5’-CpG岛甲基化是其失活的重 要原因,在肺癌发生发展中起重要作用。
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直接阻碍转录因子的结合
• Ap-2、c-myc、myn、细胞 AMP依赖活性因子CREB、E2F、 NF-KB ,所识别序列都含有 CpG残基,这些部位一旦被甲 基化,转录因子便不能再与此 部位结合。
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甲基CpG结合蛋白与转录抑制
• ①DNA序列甲基化直接阻碍转录因子的结 合
• ②甲基CpG结合蛋白(MBPs)结合到甲基化 CpG位点,与其他转录复合抑制因子相互 作用或招募组蛋白修饰酶改变染色质结构
• ③染色质结构的凝集阻碍转录因子与其调 控序列的结合。
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