医学遗传学

医学遗传学第十一章表观遗传学思维导图笔记，涵盖表观遗传学定义及特点，表观遗传修饰机制，表观遗传现象。

医学遗传学

第十一章 表观遗传学

定义及特点

基因表达模式

基因的差异性表达

1.DNA序列提供的传统意义的遗传信息

2.表观遗传信息

定义

DNA序列不发生改变而基因表达和调控发生的可遗传变化，即通过细胞分裂来传递非DNA序列遗传信息的现象称为表观遗传。

特点

1. 没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来解释。即不依赖细胞核和细胞器的DNA信息

2. 可遗传。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

3. 可逆性。所涉及的DNA甲基化和组蛋白修饰过程都是可逆的

4. 多层次，多途径。可在DNA和染色体水平，及在表达的任何过程进行

表观遗传修饰机制

1. DNA甲基化

指生物分子在特定的酶系统的催化下加上甲基的生物化学反应

1.最常见的：胞嘧啶甲基化，即在DNA甲基化转移酶（DNMTs）作用下将甲基加在DNA分子第五位胞嘧啶上，形成5-甲基胞嘧啶。CpG岛中70%胞嘧啶发生了甲基化修饰

2.通常发生在CpG岛（富含CpG二连核苷的区域）的结构基因的5'端调控区域

3.启动子区域的CpG岛的非甲基化状态对相关基因的转录使必须的

DNMT

DNMT1：在细胞分裂过程中维持DNA复制时新生链的甲基化状态与方式，称为维持性甲基转移酶

DNMT3催化DNA甲基化新生位点，被称为从头甲基转移酶

三种状态

1. 高度甲基化：女性的一条X染色体

2. 持续的低甲基化：一直处于活性转录状态的管家基因

3. 去甲基化状态

DNA去甲基化

主动：DNA去甲基酶

被动：复制时被阻断

2. 组蛋白修饰

每种组蛋白均由一球状核心区和突出于核小体外、富含碱性氨基酸的N端尾部组成（影响螺旋化成度）。核心组蛋白N端是许多信号转导通路的靶点，受到多种修饰调控

1.甲基化

2.乙酰化和去乙酰化

I. 激活，，有利于基因的表达

II. 乙酰基转移酶（HAT）和去乙酰基转移酶（HDAC）

III. H3、H4的赖氨酸残基易乙酰化

3. 非编码小RNA（双链）的调节

①siRNA

发生在H3和H4的赖氨酸和精氨酸的残基上。H3K9(抑制)H3K4(活化)

外源导入

与特定信使RNA3'-非翻译区结合导致mRNA降解

②miRNA

内源DNA转录产生

与靶mRNA的3'-非翻译区（3'-UTR）的碱基互补配对而起作用

RNA诱导沉默复合物（RISC）

包括内切核酸酶、外切核酸酶、解旋酶等酶活性

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

表观遗传现象

染色体重塑

基因表达过程中出现的一系列染色质结构变化的总成

X染色体失活

失活后即为巴氏小体

由Xic控制

特点

组蛋白H4不被乙酰化

CpG岛的高度甲基化

基因组印迹

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。被标识的等位基因称印记基因，为失活状态，后代呈现出亲代来源依赖性单等位基因表达的现象，该现象称为遗传印记，又称为基因组印记

父系印迹基因

母系印记基因

来自母亲的被抑制，来自父亲的表达

Angelman（天使综合征）：母源某基因缺失