表观遗传概述教案

1、遗传学教案授课题目表观遗传概述知识点1、表观遗传现象2、表观遗传的修饰和调控3、表观遗传学的研究进展教学目标通过理解表观遗传现象，重点学习表观遗传的修饰和调控。教学重点表观遗传现象、表观遗传的修饰和调控教学难点表观遗传的修饰和调控教学方式与分析讲授 探究 问答 实验 演示练习本节课程包含三个理论知识点。授课类型理论课讨论课实验课练习课演示练习参考资料1卢良峰主编遗传学，中国农业出版社，第三版2朱军主编遗传学，中国农业出版社3孙乃恩、孙东旭、朱德煦主编分子遗传学，南京大学出版社知识点1 表观遗传现象（一）基因组印记基因组印记：控制某一表型的一对等位基因由于亲源不同而差异性表达,机体只表达来自亲本

2、一方的等位基因,而与其自身性别无关。这种由双亲性别决定的基因功能上的差异被称为基因组印记、遗传印记或亲代印记。母源印记：母源的等位基因处于失活状态，该等位基因被称为母源印记。父源印记：父源的等位基因处于失活状态则被称为父源印记。（二）X染色体失活X染色体失活：也称里昂化，是指雌性哺乳类细胞中两条X染色体的其中之一失去活性成为异染色质，进而因功能受抑制而沉默化。（三）副突变副突变：是指一对等位基因之间的相互作用致使其中一个等位的表达发生变化，且这种变化可以通过减数分裂进行遗传的现象。知识点2 表观遗传的修饰和调控（一）副突变表观遗传调控：是指转录前基因在染色质水平上的结构调整，它是真核基因组一种

3、独特的调控机制，所以表观遗传调控研究的是生物可遗传的染色质修饰。DNA甲基化调控表观遗传：DNA甲基化：是指由DNA甲基转移酶催化S-腺苷甲硫氨(SAM)作为甲基供体，将胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶的反应。DNA甲基化一般与基因沉默有关，而去甲基化与基因活化有关。甲基化与去甲基化可由不同类型的DNA胞嘧啶甲基转移酶来催化。（二）组蛋白的修饰调控表观遗传组蛋白修饰研究的较深入的是共价修饰，包括组蛋白的乙酰化与去乙酰化、甲基化与去甲基化、组蛋白的磷酸化等，这些修饰因素单一或共同作用来调节基因的表达与功能的发挥。（三）染色质重塑染色质重塑：是由染色质重塑复合物介导的一系列以染色质上核小体变化为基本特征

4、的生物学过程。重塑复合物调节基因表达机制的假设有两种：1、一个转录因子独立地与核小体DNA结合（DNA可以是核小体或核小体之间的），然后，这个转录因子再结合一个重塑复合物，导致附近核小体结构发生稳定性的变化, 又导致其他转录因子的结合，这是一个串联反应的过程；也称重建过程。2、由重塑复合物首先独立地与核小体结合，不改变其结构，但使其松动并发生滑动，这将导致转录因子的结合，从而使新形成的无核小体的区域稳定，也称滑动过程。（四）非编码的RNA调控表观遗传非编码RNA（ncRNA）在基因表达中发挥着主要作用，按长短可以分为两大类，即长链非编码RNA和短链非编码RNA。长链非编码RNA在基因组以以至于

5、整个染色体水平发挥顺式调节作用。与X染色体活性有关，影响着染色质结构的改变。短链非编码RNA可介导mRNA的降解，诱导染色体结构的改变，决定着细胞的分化命运，还对外源的核酸序列有降解作用以保护本身的基因组。知识点3 表观遗传学的研究进展表观遗传学阐明了同一等位基因可因亲源性别不同而产生不同的基因印记疾病的机理，疾病严重程度可因亲源性别而异。表观遗传学信息可直接与药物、饮食、生活习惯和环境因素等联系起来，营养状态如维生素和必需氨基酸能够通过改变表观遗传以导致癌症发生。表观遗传学信息的改变，对包括人体在内的哺乳动物基因组有广泛而重要的效应，如转录抑制、基因组印记、细胞凋亡、染色体失活等。DNA甲基化模式的改变，影响植物体内代谢的关系，对农业发展具有重要而深远的实用价值。某些抑癌基因局部甲基化水平的异常增加，在肿瘤的发生和发展过程中起到了不容忽视的作用。表观遗传学改变在本质上的可逆性，又为肿瘤的防治提供了新的策略。小结本节重点讲述了表观遗传的修饰和调控。作业1.名词解释表观遗传、DNA甲基化