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文檔簡介
表觀遺傳學第一章緒論多莉:死掉了…IanWilmutDolly多莉:生于1996年7月5日,死于2003年2月14日Dr.EvilDr.EvilDr.Evil’sClone“MiniMe”葉酸:很重要?ThecalicocatRainbowCopyCatAllie?Beckwith-WiedemannSyndrome?1.小頭2.巨舌3.胎盤增生內(nèi)容綱要一、人類基因組計劃完成帶來的挑戰(zhàn)二、表觀遺傳學的發(fā)展歷史三、表觀遺傳學的研究內(nèi)容四、表觀遺傳學與遺傳學五、表觀遺傳學對醫(yī)學的影響六、國際人類表觀基因組計劃一、人類基因組計劃完成帶來的挑戰(zhàn)1.100多個物種的基因組測序已經(jīng)完成;2.>4,000個物種的基因組計劃正在進行;3.比較基因組學:比較多個物種的基因、蛋白質(zhì)的序列來揭示功能的保守性,并發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律。DNA雙螺旋基因的結(jié)構(gòu)基因:可遺傳1.遺傳的基本功能單位2.基因由DNA編碼3.一個基因編碼一條蛋白質(zhì)4.基因序列的改變可能導致功能及表型的改變基因型(Genotype)->
表型(Phenotype)經(jīng)典遺傳學:Antennapedia1.antenna-觸角,pedia-足2.觸足突變3.同源異型基因:homeoticgenes4.Antennapedia:hoxgeneAntennapedia經(jīng)典遺傳學:Huntington'sdisease1.Huntington‘sdisease:亨廷頓舞蹈病2.Huntingtin(11-41):FESLKSFQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQP人類基因組計劃1.搞清楚人類基因組的DNA堿基的內(nèi)容和順序2.編碼區(qū)(編碼蛋白的DNA序列):占基因組的<2%3.非編碼區(qū):功能?a.非編碼RNA:具有調(diào)控功能b.重復片段:維持基因組的結(jié)構(gòu)?c.轉(zhuǎn)座子基因概念的延伸:生物體的復雜性1.人類基因組:~22,000個基因vs.100,000個蛋白質(zhì)——可變剪切(AlternativeSplicing)2.表觀遺傳學遺傳信息的傳遞:中心法則1.DNA自身通過復制傳遞遺傳信息;2.DNA轉(zhuǎn)錄成RNA;3.RNA自身能夠復制(RNA病毒);4.RNA能夠逆轉(zhuǎn)錄成DNA;5.RNA翻譯成蛋白質(zhì)。表觀遺傳學1.概念:基因的DNA序列不發(fā)生改變的情況下,基因的表達水平與功能發(fā)生改變,并產(chǎn)生可遺傳的表型。2.特征:(1)可遺傳;(2)可逆性;(3)DNA不變3.表觀遺傳學的現(xiàn)象:(1)DNA甲基化(2)組蛋白修飾(3)MicroRNA(4)Genomicimprinting…遺傳信息1.遺傳編碼信息:提供生命必需蛋白質(zhì)的模板2.表觀遺傳學信息:何時、何地、以何種方式去應(yīng)用遺傳信息(1)DNA的甲基化:CpG位點,>5,000萬個(2)組蛋白修飾:組蛋白密碼(Histonecode)二、表觀遺傳學的發(fā)展歷史1.1942年,ConradHalWaddington提出現(xiàn)代Epigenetics的概念,認為基因型通過一些“偶然的、不確定的機制”決定了不同的表型2.1941年,HermannJ.Muller發(fā)現(xiàn)Position-effectvariegation(PEV)——第一種表觀遺傳學現(xiàn)象3.1958年,R.A.Brink發(fā)現(xiàn)paramutation現(xiàn)象4.1961年,MaryLyon發(fā)現(xiàn)X染色體失活現(xiàn)象5.1983年,DNA甲基化的發(fā)現(xiàn)…Waddington'sepigenetics基因型表型Waddington'sepigenetics基因型表型PEV:位置效應(yīng)斑white基因vs.轉(zhuǎn)座子PEV:位置效應(yīng)斑Paramutation一個沉默的基因常常導致等位基因也發(fā)生沉默maizeP-rrgene:Myb轉(zhuǎn)錄因子Paramutation1.分子機理一(Pairingmodel):染色體發(fā)生交聯(lián),使得等位基因受到影響;Paramutation1.分子機理二(RNA-mediatedtrans-inductionofchromatin):RNA參與調(diào)控X-chromosomeinactivation雌性的一條X染色體完全失去活性RainbowCopyCatAllieX染色體失活DNA甲基化SAH,S-adenosylhomocysteine;SAM,S-adenosylmethionine三、表觀遺傳學的研究內(nèi)容1.基因選擇性轉(zhuǎn)錄表達的調(diào)控2.基因轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控3.蛋白質(zhì)的翻譯后修飾1.基因選擇性轉(zhuǎn)錄表達的調(diào)控1.DNA甲基化(DNAMethylation)2.基因印記(GenomicImprinting)3.DNA甲基化與轉(zhuǎn)座子的穩(wěn)定性(Transposon)4.染色質(zhì)重塑(Chromatinremodeling)5.偽基因(Pseudogene)DNA甲基化基因印記GenomicImprinting:兩條染色體需要隨機沉默其一Beckwith-WiedemannSyndrome:1/15,000BWS:20%的致死率BWS:embryonictumorDNA甲基化vs.轉(zhuǎn)座子葉酸:很重要IAP:intracisternalAparticle非甲基化:異常表達Agouti甲基化:正常表達DNA甲基化vs.轉(zhuǎn)座子axin-fused染色質(zhì)重塑染色質(zhì)
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