《dna甲基化》ppt課件

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1、DNAmethylation2010.1.20劉丹2明星熊貓——“滾滾”為什么熊貓是黑白的？——基因決定命運1942年，ConradHalWaddington提出表觀遺傳學(Epigenetics)的概念，以此解釋物種的內(nèi)在基因與外觀表現(xiàn)之間的關系?；蛐蛄?Genotype)的改變可能導致功能及表型(Phenotype)的改變?；蛐屯ㄟ^一些“偶然的、不確定的機制”決定了不同的表型?！锏牟煌卣魍耆S機獲得Waddington'sepigenetics基因型表型Waddington'sepigenetics基因型表型DNA雙螺旋基

2、因的結構基因表達受多種因素調控現(xiàn)代表觀遺傳學概念：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——生物的不同特征由基因定向調控表觀遺傳學的現(xiàn)象（基因表達的調控方式）：DNA甲基化表觀遺傳學的核心（最初始的調控方式）組蛋白修飾MicroRNAGenomicimprinting真核生物基因表達調控層次：1、DNA水平調節(jié)2、轉錄水平調節(jié)3、轉錄后水平的調節(jié)4、翻譯水平調節(jié)5、翻譯后加工的調節(jié)DNA轉錄初產(chǎn)物RNAmRNA蛋白質前體mRNA降解物活性蛋白質DNA水平調節(jié)轉錄水平調節(jié)轉錄后水平的調節(jié)翻譯調節(jié)

3、mRNA降解的調節(jié)翻譯后加工的調節(jié)核細胞質DNA甲基化DNAmethylation的定義DNAmethylation是唯一發(fā)生在哺乳動物細胞內(nèi)DNA合成后的修飾作用,是調節(jié)基因表達的機理之一。DNA甲基化能關閉某些基因的活性，去甲基化則誘導了基因的重新活化和表達。DNA甲基化能引起染色質結構、DNA構象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質相互作用方式的改變，從而控制基因表達。DNAmethylation的定義在甲基轉移酶（DMNT）的催化下，DNA的CG兩個核苷酸中的胞嘧啶（Cytosine）被選擇性地添加甲基，形成5-甲基胞嘧啶（5-mC），

4、這常見于基因的5‘-CG-3’序列DNA甲基化主要形成5-mC和少量的N6-甲基嘌呤（N6-mA）及7-甲基鳥嘌呤（7-mG）結構基因中廣泛存在著相鄰的兩個CG，其中胞嘧啶的5位碳原子通常被甲基化,且兩個甲基集團在DNA雙鏈大溝中呈特定三維結構（CpG）CpG島（cpgisland）結構基因組中70%～90%的獨立CpG都被甲基化,未甲基化的CpG成簇地聚集形成CpG島主要位于結構基因的啟動子和第一外顯子區(qū)域，約有60％以上基因的啟動子含有CpG島?！墙Y構基因啟動子的核心序列和轉錄起始點CPGisland的功能：通過甲基化與去甲基化，調

5、控下游基因的表達——基因表達的調控開關DNAmethylation的生物學功能在發(fā)育和分化中調控基因的表達；特征性表型基因的表達（膚色、毛發(fā)）X染色體的失活（X-inactivation）DNA甲基化生物學作用IAP:intracisternalAparticle去甲基化：灰鼠基因（agouti）僅微量表達甲基化：基因超量表達X染色體的失活（X-inactivation）生長發(fā)育過程中，雌性哺乳類動物細胞中的兩條X染色體其中一條失去活性的現(xiàn)象。避免因擁有兩條X染色體而產(chǎn)生雙倍的基因產(chǎn)物，保持和雄性動物X染色體數(shù)量及功能上的一致性。X染色體

6、上存在一個與X染色體失活有密切聯(lián)系的核心部位。核心區(qū)命名位X染色體失活中心（X-chormosomeinactivationcenter，Xic），其定位在人Xq13區(qū)（Barr氏小體濃縮部位）。研究發(fā)現(xiàn)失活的染色體上DNA序列都呈高度甲基化，導致絕大多數(shù)基因轉錄處于關閉狀態(tài)。X-chromosomeinactivation雌性家貓的一條X染色體完全失去活性RainbowCopyCatAllieX染色體失活影響DNAmethylation的調控因素DNA甲基轉移酶(DNMT)的活性哺乳動物體內(nèi)有三種DNA甲基化轉移酶：Dnmt1、Dnmt

7、3a和Dnmt3b。DNMT1---持續(xù)性DNA甲基轉移酶；與甲基化相關，缺乏引起基因組低甲基化，染色體缺失、重排、突變畸形DNMT3a、DNMT3b---從頭甲基轉移酶；與去甲基化相關，在胚胎干細胞和早期胚胎中高度表達，缺乏引起胚胎死亡，在腫瘤組織中廣泛高表達SCIENCEVOL30018APRIL2003正常小鼠(Dnmt1+/+)——陽性對照DNM1酶缺乏小鼠模型(Dnmt1chip/–)——實驗組Embryonicstem(ES)細胞(Dnmt1–/–)——陰性對照Dnmt1chip/–小鼠Dnmt1酶的表達量明顯減少，大約為正常

8、小鼠的10%Dnmt1chip/–小鼠體重僅為正常小鼠66%80%的小鼠在4-8個月內(nèi)產(chǎn)生T細胞性淋巴瘤c-myc癌基因在Dnmt1chip/–小鼠中異常高表達影響DNAmethylation