表观遗传学研究生.ppt

******************第一个印迹调控区******************************基因组印迹是性细胞系的一种表观遗传修饰，这种修饰有一整套分布于染色体不同部位的印迹中心来协调。印迹中心直接介导了印迹标记的建立及其在发育全过程中的维持和传递，并导致以亲本来源特异性方式优先表达两个亲本等位基因中的一个，而使另一个沉默。第31页,共56页，2024年2月25日，星期天研究表明，在哺乳动物中相当数量的印迹基因是与胎儿的生长发育和胎盘的功能密切相关的。迄今已发现的印迹基因已有150余个，大多成簇排列，其中许多是疾病基因。虽多数印迹基因的作用机制尚不清楚，然而几乎都与DNA甲基化型的异常相关联。第32页,共56页，2024年2月25日，星期天组蛋白修饰第33页,共56页，2024年2月25日，星期天DNAPacking如何将10,000公里长的蚕丝(半径~10-5米)装入一个篮球中。2.蚕丝的体积：3.14*10-3m33.折叠、缠绕…第34页,共56页，2024年2月25日，星期天染色体上的不同区域Euchromatin:常染色质Heterochromatin:异染色质E-H或H-称为染色质重塑(ChromatinRemodeling)分子机理：DNA甲基化，组蛋白修饰，染色质重塑复合物的协同作用。第35页,共56页，2024年2月25日，星期天常染色质与异染色质1.常染色质：基因表达活跃的区域，染色体结构较为疏松2.异染色质：基因表达沉默的区域，染色体结构致密第36页,共56页，2024年2月25日，星期天组成核小体的组蛋白可以被多种化合物所修饰，如磷酸化、乙酰化和甲基化等，组蛋白的这类结构修饰可使染色质的构型发生改变，称为染色质构型重塑。第37页,共56页，2024年2月25日，星期天组蛋白中不同氨基酸残基的乙酰化一般与活化的染色质构型常染色质(euchromatin)和有表达活性的基因相关联；而组蛋白的甲基化则与浓缩的异染色质(hetero-chromatin)和表达受抑的基因相关联。第38页,共56页，2024年2月25日，星期天组蛋白的乙酰化中和赖氨酸的正电荷，C=O具有一定的负电，能够增加与DNA的斥力，使得DNA结构变得疏松，从而导致基因的转录活化第39页,共56页，2024年2月25日，星期天组蛋白的甲基化组蛋白甲基化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赖氨酸处于什么位置。基因转录沉默基因转录活化第40页,共56页，2024年2月25日，星期天精氨酸和赖氨酸甲基化的过程第41页,共56页，2024年2月25日，星期天组蛋白修饰主要是氨基端的甲基化修饰和(或)乙酰化修饰，特定组蛋白的氨基酸残基被甲基化和(或)乙酰化既可激活基因的表达，也可抑制基因的表达。特定组蛋白羧基端的泛素化同样影响蛋白质的降解过程，从而也可调节基因的表达。目前研究还发现组蛋白修饰与CpG岛的甲基化密切相关。第42页,共56页，2024年2月25日，星期天HistoneCode染色质蛋白并非只是一种包装蛋白，而是在DNA和细胞其他组分之间构筑了一个动态的功能平台。第43页,共56页，2024年2月25日，星期天非编码RNA调节无论是DNA修饰还是组蛋白修饰，都是基因活性调节的中间参与者，而真正诱导基因活性改变的最大可能者是功能性非编码RNA。非编码RNA:一般指不能翻译蛋白质的RNA。（ncRNA：miRNA和siRNA）第44页,共56页，2024年2月25日，星期天非编码RNA不仅能对整个染色体进行活性调节，也可对单个基因活性进行调节，它们对基因组的稳定性、细胞分裂、个体发育都有重要的作用。RNA干扰是研究人类疾病的重要手段，通过其它物质调节RNA干扰的效果以及实现RNA干扰在特异的组织中发挥作用是未来RNA干扰的研究重点。第45页,共56页，2024年2月25日，星期天X染色体失活X染色体失活就是非编码RNA所介导的一个重要表观遗传学现象，可以说是表观遗传学中由RNA引导的DNA甲基化和组蛋白修饰共同参与的一个复杂的过程。哺乳动物的雌性个体中仅有随机的一条X染色体有活性，而失活的X染色体是由自身的一个失活中心（Xinactivationcenter）调控的。

第46页,共56页，2024年2月25日，星期天失活的X染色体被称为BarrbodyX染色质第47页,共56页，2024年2月25日，星期天X染色体失活：Lyo