如何理解与看待表观遗传学 (Epigenetics) ?
生活随笔
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如何理解与看待表观遗传学 (Epigenetics) ?
小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.
先簡單介紹一下表觀遺傳學吧。表征遺傳學是20世紀80年代逐漸興起的一門學科,是在研究與經(jīng)典的孟德爾遺傳學遺傳法則不相符的許多生命現(xiàn)象過程中逐步發(fā)展起來的。表征遺傳現(xiàn)象包括DNA甲基化、RNA干擾、組蛋白修飾等。與經(jīng)典遺傳學以研究基因序列影響生物學功能為核心相比,表征遺傳學主要研究這些“表征遺傳現(xiàn)象”建立和維持的機制。其研究內(nèi)容主要包括兩類,一類為基因選擇性轉(zhuǎn)錄表達的調(diào)控,有DNA甲基化、基因印記、組蛋白共價修飾和染色質(zhì)重塑;另一類為基因轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控,包括基因組中非編碼RNA、微小RNA、反義RNA、內(nèi)含子及核糖開關(guān)等。表征遺傳學指基因組相關(guān)功能改變而不涉及核苷酸序列變化。如同樓上所說,DNA甲基化和組蛋白修飾,兩者均能在不改變DNA序列的前提下調(diào)節(jié)基因的表達;阻遏蛋白通過結(jié)合沉默基因從而控制基因的表達。這些變化可能可以通過細胞分裂而得以保留,并且可能持續(xù)幾代。這些變化都僅是非基因因素導(dǎo)致的生物體基因表現(xiàn)(或“自我表達”)的不同,由于目前尚不清楚組蛋白的化學修飾是否可遺傳,有人對于用此術(shù)語描述組蛋白化學修飾提出了異議。表征遺傳學在真核生物中主要表現(xiàn)在細胞分化過程。在胚胎形態(tài)形成過程中,全能干細胞將分化成完全不同的細胞,也就是說,一個受精卵細胞分化出各種不同類型的細胞,包括神經(jīng)細胞、肌肉細胞、上皮細胞、血管內(nèi)皮細胞等,并通過抑制其他細胞和激活相關(guān)基因而進行持續(xù)的細胞分裂。
表觀遺傳學是對傳統(tǒng)的基因理論的補充,說明了人并不是完全由父母遺傳下來的基因決定的。基因的序列是在受精卵結(jié)合的一瞬間就被確定了,但是基因到蛋白表達之間還有很長的路,最終機體的性狀還是要由蛋白表達來決定。表觀遺傳學對于人們的提示,不要被基因決定論局限,生活習慣也會影響基因的表達。
表觀遺傳學研究的核心是試圖解答:中心法則中從基因組向轉(zhuǎn)錄組傳遞遺傳信息的調(diào)控方法。現(xiàn)代遺傳學的基礎(chǔ)是認為基因的可控性表達實現(xiàn)了細胞的分化與增殖,進而成就了生物體的生長與發(fā)育。而眾所周知,基因組基因全部書寫在的23組染色體上,且一個生物個體體內(nèi)所有細胞的基因組基因幾乎完全相同,那么問題來了:相同的基因組如何造就不同的細胞類型?在分子生物學水平上,基因的表達受到一類稱為轉(zhuǎn)錄因子(transcription factor)的蛋白的調(diào)控。每一種類型的轉(zhuǎn)錄因子在每一種細胞中都有它特異的一群調(diào)控對象基因;轉(zhuǎn)錄因子與基因組DNA的結(jié)合會激活/抑制這一群基因的轉(zhuǎn)錄表達。而影響這結(jié)合與否的一類化學現(xiàn)象,就是甲基化(methylation)和乙酰化(acetylation)。甲基化和乙酰化會發(fā)生在幾個不同的區(qū)域:(1)轉(zhuǎn)錄因子自己身上;(2)協(xié)助包裹染色體(染色質(zhì))的組蛋白上;(3)基因序列中用于讓轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的區(qū)域,稱為啟動子(promoter)。這些地點發(fā)生的甲基化或乙酰化修飾,會很大程度地影響每種基因的表達。而正是這些修飾地點的特異性,決定了不同細胞類型存在著相對不同的轉(zhuǎn)錄組,進而表現(xiàn)出相對不同的細胞功能。當然,既然是化學修飾,那么修飾的過程自然也會受到外界因素的影響。一些因素會激活/抑制細胞內(nèi)特定的信號通路,從而可逆/不可逆地改變某些基因的甲基化和乙酰化修飾水平。其中一些變化如果寫入到生殖細胞中,就有可能遺傳給下一代。這些“外界因素”不但跟吃喝拉撒有關(guān)系,精神創(chuàng)傷、心理壓力等也會存在影響。當然這些研究還處于比較曖昧的狀態(tài)。
新課題,當更加深入的研究。其是不涉及DNA 序列改變的基因或者蛋白表達的變化, 并可以在發(fā)育和細胞增殖過程中穩(wěn)定傳遞的遺傳學學科, 包括DNA甲基化, 染色質(zhì)重塑,組蛋白共價修飾,基因沉默和RNA 編輯等調(diào)控機制等多項技術(shù)。
表觀遺傳學是對傳統(tǒng)的基因理論的補充,說明了人并不是完全由父母遺傳下來的基因決定的。基因的序列是在受精卵結(jié)合的一瞬間就被確定了,但是基因到蛋白表達之間還有很長的路,最終機體的性狀還是要由蛋白表達來決定。表觀遺傳學對于人們的提示,不要被基因決定論局限,生活習慣也會影響基因的表達。
表觀遺傳學研究的核心是試圖解答:中心法則中從基因組向轉(zhuǎn)錄組傳遞遺傳信息的調(diào)控方法。現(xiàn)代遺傳學的基礎(chǔ)是認為基因的可控性表達實現(xiàn)了細胞的分化與增殖,進而成就了生物體的生長與發(fā)育。而眾所周知,基因組基因全部書寫在的23組染色體上,且一個生物個體體內(nèi)所有細胞的基因組基因幾乎完全相同,那么問題來了:相同的基因組如何造就不同的細胞類型?在分子生物學水平上,基因的表達受到一類稱為轉(zhuǎn)錄因子(transcription factor)的蛋白的調(diào)控。每一種類型的轉(zhuǎn)錄因子在每一種細胞中都有它特異的一群調(diào)控對象基因;轉(zhuǎn)錄因子與基因組DNA的結(jié)合會激活/抑制這一群基因的轉(zhuǎn)錄表達。而影響這結(jié)合與否的一類化學現(xiàn)象,就是甲基化(methylation)和乙酰化(acetylation)。甲基化和乙酰化會發(fā)生在幾個不同的區(qū)域:(1)轉(zhuǎn)錄因子自己身上;(2)協(xié)助包裹染色體(染色質(zhì))的組蛋白上;(3)基因序列中用于讓轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的區(qū)域,稱為啟動子(promoter)。這些地點發(fā)生的甲基化或乙酰化修飾,會很大程度地影響每種基因的表達。而正是這些修飾地點的特異性,決定了不同細胞類型存在著相對不同的轉(zhuǎn)錄組,進而表現(xiàn)出相對不同的細胞功能。當然,既然是化學修飾,那么修飾的過程自然也會受到外界因素的影響。一些因素會激活/抑制細胞內(nèi)特定的信號通路,從而可逆/不可逆地改變某些基因的甲基化和乙酰化修飾水平。其中一些變化如果寫入到生殖細胞中,就有可能遺傳給下一代。這些“外界因素”不但跟吃喝拉撒有關(guān)系,精神創(chuàng)傷、心理壓力等也會存在影響。當然這些研究還處于比較曖昧的狀態(tài)。
新課題,當更加深入的研究。其是不涉及DNA 序列改變的基因或者蛋白表達的變化, 并可以在發(fā)育和細胞增殖過程中穩(wěn)定傳遞的遺傳學學科, 包括DNA甲基化, 染色質(zhì)重塑,組蛋白共價修飾,基因沉默和RNA 編輯等調(diào)控機制等多項技術(shù)。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的如何理解与看待表观遗传学 (Epigenetics) ?的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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