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什么是表观遗传学?表观遗传遵循孟德尔遗传规律吗?

作者:生物进阶

遗传学

表观遗传学

人的基因对健康起着重要作用,但人的行为和所处的环境也是如此,比如你吃什么,你的身体活动程度如何。

与遗传变化不同,表观遗传变化是可逆的,不会改变人的DNA序列,但它们可以改变人的身体读取DNA序列的方式。

什么是表观遗传?

表观遗传是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下, 基因功能发生了可遗传的变化, 并最终导致了表型的变化。

什么是表观遗传学?

表观遗传学,英文是Epigenetics,又译为表征遗传学、拟遗传学、表遗传学、外遗传学以及后遗传学,在生物学和特定的遗传学领域,其研究的是在不改变DNA序列的前提下,通过某些机制引起可遗传的基因表达或细胞表现型的变化。表观遗传学是研究人的行为和周围环境如何导致影响基因工作方式的变化。


基因表达是指根据基因内的指令产生蛋白质的频率或时间。虽然遗传变化可以改变产生的蛋白质,但表观遗传变化会影响基因表达,从而“打开”和“关闭”基因。由于饮食和运动等环境和行为会导致表观遗传变化,因此很容易看到基因与行为和环境之间的联系。


表观遗传学是1980年代逐渐兴起的一门学科,是在研究与经典的孟德尔遗传学遗传法则不相符的许多生命现象过程中逐步发展起来的。表征遗传现象包括DNA、RNA干扰、组蛋白修饰等。

表观遗传的特点:

(1) 没有DNA序列的改变,或着不能用DNA序列变化来解释。

(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) 可逆性的基因表达。


表观遗传是如何工作的?

表观遗传变化以不同的方式影响基因表达。


表观遗传变化的类型包括:

(1) DNA甲基化

DNA甲基化,英文是DNA Methylation,是通过向DNA中添加化学基团来起作用。通常,该基团被添加到DNA上的特定位置,在那里它阻止附着在DNA上的蛋白质“读取”基因。这种化学基团可以通过称为去甲基化的过程去除。通常,甲基化使基因“关闭”,去甲基化使基因“打开”。

甲基化1.jpg


(2) 组蛋白修饰

组蛋白修饰,英文是Histone modification。DNA包裹着称为组蛋白的蛋白质。当组蛋白紧密堆积在一起时,“读取”该基因的蛋白质就不容易进入DNA,因此该基因被“关闭”。当组蛋白松散聚在一起时,更多的DNA被暴露或没有包裹在组蛋白周围,并且可以被“读取”该基因的蛋白质访问,因此该基因被“打开”。可以向组蛋白中添加或删除化学基团,使组蛋白更紧密或松散,从而使基因“关闭”或“打开”


(3) 非编码RNA

非编码RNA,英文是Non-coding RNA。人的DNA就像一条指令被用作制造编码和非编码RNA。编码RNA用于制造蛋白质。非编码RNA通过与编码RNA以及某些蛋白质结合来分解编码RNA,从而无法用于制造蛋白质,从而有助于控制基因表达。非编码RNA也可能募集蛋白质来修饰组蛋白以“打开”或“关闭”基因。


(4) 基因组印记

基因组印记,英文是Genomic imprinting,指来自父方和母方的等位基因在通过精子和卵细胞传递给子代时发生了修饰, 使带有亲代印记的等位基因具有不同的表达特性。调控印记基因表达的表遗传修饰的方式主要有DNA甲基化、组蛋白甲基化/乙酰化及反义RNA 表达等。在脊椎动物中,DNA甲基化是产生基因组印记的主要调控机制,而甲基化的部位就在CpG岛。


表观遗传遵循孟德尔遗传规律吗?

表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,因此,表观遗传现象不符合孟德尔遗传定律。

表观遗传可以遗传给下一代吗?

表观遗传是指DNA序列不发生变化, 但基因的表达却发生了可遗传的改变, 即基因型未发生变化而表现型却发生了改变, 表观遗传可以遗传给下一代。

表观遗传属于可遗传变异吗?

表观遗传是可遗传变异。它不发生遗传物质的改变,但是表型发生的变化可以遗传给子代。可遗传不意味着一定遗传给子代,参与子代形成的细胞中发生的可遗传变异,才会遗传给子代。不是所有环境因素改变引起的变化都可以遗传给后代,不可以遗传的话就不能称为表观遗传。


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