表觀遺傳概述教案

1、遺傳學(xué)教案授課題目表觀遺傳概述知識點1、表觀遺傳現(xiàn)象2、表觀遺傳的修飾和調(diào)控3、表觀遺傳學(xué)的研究進(jìn)展教學(xué)目標(biāo)通過理解表觀遺傳現(xiàn)象，重點學(xué)習(xí)表觀遺傳的修飾和調(diào)控。教學(xué)重點表觀遺傳現(xiàn)象、表觀遺傳的修飾和調(diào)控教學(xué)難點表觀遺傳的修飾和調(diào)控教學(xué)方式與分析講授 探究 問答 實驗 演示練習(xí)本節(jié)課程包含三個理論知識點。授課類型理論課討論課實驗課練習(xí)課演示練習(xí)參考資料1盧良峰主編遺傳學(xué)，中國農(nóng)業(yè)出版社，第三版2朱軍主編遺傳學(xué)，中國農(nóng)業(yè)出版社3孫乃恩、孫東旭、朱德煦主編分子遺傳學(xué)，南京大學(xué)出版社知識點1 表觀遺傳現(xiàn)象（一）基因組印記基因組印記：控制某一表型的一對等位基因由于親源不同而差異性表達(dá),機體只表達(dá)來自親本

2、一方的等位基因,而與其自身性別無關(guān)。這種由雙親性別決定的基因功能上的差異被稱為基因組印記、遺傳印記或親代印記。母源印記：母源的等位基因處于失活狀態(tài)，該等位基因被稱為母源印記。父源印記：父源的等位基因處于失活狀態(tài)則被稱為父源印記。（二）X染色體失活X染色體失活：也稱里昂化，是指雌性哺乳類細(xì)胞中兩條X染色體的其中之一失去活性成為異染色質(zhì)，進(jìn)而因功能受抑制而沉默化。（三）副突變副突變：是指一對等位基因之間的相互作用致使其中一個等位的表達(dá)發(fā)生變化，且這種變化可以通過減數(shù)分裂進(jìn)行遺傳的現(xiàn)象。知識點2 表觀遺傳的修飾和調(diào)控（一）副突變表觀遺傳調(diào)控：是指轉(zhuǎn)錄前基因在染色質(zhì)水平上的結(jié)構(gòu)調(diào)整，它是真核基因組一種

3、獨特的調(diào)控機制，所以表觀遺傳調(diào)控研究的是生物可遺傳的染色質(zhì)修飾。DNA甲基化調(diào)控表觀遺傳：DNA甲基化：是指由DNA甲基轉(zhuǎn)移酶催化S-腺苷甲硫氨(SAM)作為甲基供體，將胞嘧啶轉(zhuǎn)化為5-甲基胞嘧啶的反應(yīng)。DNA甲基化一般與基因沉默有關(guān)，而去甲基化與基因活化有關(guān)。甲基化與去甲基化可由不同類型的DNA胞嘧啶甲基轉(zhuǎn)移酶來催化。（二）組蛋白的修飾調(diào)控表觀遺傳組蛋白修飾研究的較深入的是共價修飾，包括組蛋白的乙酰化與去乙?；?、甲基化與去甲基化、組蛋白的磷酸化等，這些修飾因素單一或共同作用來調(diào)節(jié)基因的表達(dá)與功能的發(fā)揮。（三）染色質(zhì)重塑染色質(zhì)重塑：是由染色質(zhì)重塑復(fù)合物介導(dǎo)的一系列以染色質(zhì)上核小體變化為基本特征

4、的生物學(xué)過程。重塑復(fù)合物調(diào)節(jié)基因表達(dá)機制的假設(shè)有兩種：1、一個轉(zhuǎn)錄因子獨立地與核小體DNA結(jié)合（DNA可以是核小體或核小體之間的），然后，這個轉(zhuǎn)錄因子再結(jié)合一個重塑復(fù)合物，導(dǎo)致附近核小體結(jié)構(gòu)發(fā)生穩(wěn)定性的變化, 又導(dǎo)致其他轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合，這是一個串聯(lián)反應(yīng)的過程；也稱重建過程。2、由重塑復(fù)合物首先獨立地與核小體結(jié)合，不改變其結(jié)構(gòu)，但使其松動并發(fā)生滑動，這將導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合，從而使新形成的無核小體的區(qū)域穩(wěn)定，也稱滑動過程。（四）非編碼的RNA調(diào)控表觀遺傳非編碼RNA（ncRNA）在基因表達(dá)中發(fā)揮著主要作用，按長短可以分為兩大類，即長鏈非編碼RNA和短鏈非編碼RNA。長鏈非編碼RNA在基因組以以至于

5、整個染色體水平發(fā)揮順式調(diào)節(jié)作用。與X染色體活性有關(guān)，影響著染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變。短鏈非編碼RNA可介導(dǎo)mRNA的降解，誘導(dǎo)染色體結(jié)構(gòu)的改變，決定著細(xì)胞的分化命運，還對外源的核酸序列有降解作用以保護本身的基因組。知識點3 表觀遺傳學(xué)的研究進(jìn)展表觀遺傳學(xué)闡明了同一等位基因可因親源性別不同而產(chǎn)生不同的基因印記疾病的機理，疾病嚴(yán)重程度可因親源性別而異。表觀遺傳學(xué)信息可直接與藥物、飲食、生活習(xí)慣和環(huán)境因素等聯(lián)系起來，營養(yǎng)狀態(tài)如維生素和必需氨基酸能夠通過改變表觀遺傳以導(dǎo)致癌癥發(fā)生。表觀遺傳學(xué)信息的改變，對包括人體在內(nèi)的哺乳動物基因組有廣泛而重要的效應(yīng)，如轉(zhuǎn)錄抑制、基因組印記、細(xì)胞凋亡、染色體失活等。DNA甲基化模式的改變，影響植物體內(nèi)代謝的關(guān)系，對農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要而深遠(yuǎn)的實用價值。某些抑癌基因局部甲基化水平的異常增加，在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展過程中起到了不容忽視的作用。表觀遺傳學(xué)改變在本質(zhì)上的可逆性，又為腫瘤的防治提供了新的策略。小結(jié)本節(jié)重點講述了表觀遺傳的修飾和調(diào)控。作業(yè)1.名詞解釋表觀遺傳、DNA甲基化