DNA甲基化与癌症课件.ppt
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- DNA 甲基化 癌症 课件
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1、文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。 表观遗传学与DNA甲基化 DNA甲基化的检测手段 DNA甲基化与癌症文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。一、表观遗传学与DNA甲基化文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。基因型相同基因型相同现象现象1:一个生物体的不同组织基因表达模式截然不同一个生物体的不同组织基因表达模式截然不同表达模式迥异表达模式迥异文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处
2、,请联系网站或本人删除。现象2:同卵双生的孪生子具有完全相同的基因组。但他们往往在长大成人后在性格、健康方面往往存在很大差异。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。 现象现象3: 肿瘤抑制基因被过量地甲基化而导致失去活性,而基因肿瘤抑制基因被过量地甲基化而导致失去活性,而基因的的DNA序列并不发生变化。序列并不发生变化。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。现象现象4:橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳,叶徒相似,橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳,叶徒相似,其实味不同。同一种水果,在不同产地生长,其味其实味不同。同一种水
3、果,在不同产地生长,其味道,大小,外观可能相差很远。道,大小,外观可能相差很远。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。Basket ball player?Singer?President?TV host?如果他们出生在不同如果他们出生在不同的地方的地方文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。基因环境表型表观遗传学文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。相同的基因型相同的基因型 不同的表型不同的表型 ? ? 文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人
4、删除。 什么是表观遗传学?什么是表观遗传学? 表观遗传学:表观遗传学: 基因序列无变化基因序列无变化 基因功能发生变化基因功能发生变化 可遗传并且是可逆的可遗传并且是可逆的 表观遗传学机制:表观遗传学机制: DNA甲基化甲基化 组蛋白修饰组蛋白修饰 RNA调控(调控(RNA干扰,干扰,microRNA, long non-coding RNA等等)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。表观遗传学表观遗传学/ /Epigenetics 基因型不变的情况下,影响表型并能遗传的现象,基因型不变的情况下,影响表型并能遗传的现象,称为表观遗传或后生遗传。称为表观遗
5、传或后生遗传。表观遗传学研究的是在基因组表观遗传学研究的是在基因组DNA序列不变的序列不变的情况下,在表型上具有的稳定的、可遗传情况下,在表型上具有的稳定的、可遗传(或潜或潜在的可遗传性在的可遗传性)的变化。的变化。 定义定义Epigenetics - On or over the genetic information encoded in the DNA文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。在细胞基因组上存在两类信息:在细胞基因组上存在两类信息: A- 遗传学信息遗传学信息 B- 表观遗传学信息表观遗传学信息前者前者维持细胞活性功能工厂的所有物质材料
6、维持细胞活性功能工厂的所有物质材料后者后者怎么建、何时建、在哪建的附加信息怎么建、何时建、在哪建的附加信息基因组不仅仅是序列包含遗传信息,而且其修饰也可以基因组不仅仅是序列包含遗传信息,而且其修饰也可以记载遗传信息。记载遗传信息。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。DNA sequence codingEpigenetic programming广泛,多样,广泛,多样,复杂复杂文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。DNA甲基化甲基化 染色质重塑染色质重塑 RNA调控(调控(RNA干扰,干扰, 非编码非编码RNA:
7、microRNA, long non-coding RNA等等)表观遗传学目前的主要研究发现表观遗传学目前的主要研究发现文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。细胞命运个体发育疾病发生表观遗 传调控基因选 择表达表表 观观 遗遗 传传 学学基因表达前的调控:DNA甲基化、基因印记、染色质重塑基因转录后的调控:ncRNA、miRNA、反义寡核苷酸、核糖开关RNA蛋白翻译后的修饰:组蛋白的甲基化和乙酰化、非组蛋白的共价修饰文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。DNA甲基化甲基化组蛋白翻译后修饰组蛋白翻译后修饰RNA机制机
8、制文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。甲基化是指从活性甲基化合物(如S-腺苷基甲硫氨酸)上将甲基催化转移 到其他化合物的过程,可形成各种甲 基化合物,或是对某些蛋白质或核 酸等进行化学修饰形成甲基化产物。在生物系统内,甲基化是经酶催化 的,这种甲基化涉及基因表达的调 控、蛋白质功能的调节以及核糖核 酸(RNA)加工。甲甲 基基 化化文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。DNA DNA 甲基化的概念及机理甲基化的概念及机理1950年,年,Wyatt在在Nature上首次指出测序结果表明上首次指出测序结果表明DNA可
9、能存在第可能存在第5碱基。碱基。DNA甲基转移酶: DNMT胞嘧啶: Cytosine5-甲基胞嘧啶: 5-MethylctosineS-腺苷-甲硫氨酸: SAM S-腺苷- 高半胱氨酸:SAH文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。DNMTs活性甲基化合物活性甲基化合物DNA甲基化可以发生在腺嘌呤的N-6位、 胞嘧啶的N-4位、鸟嘌呤的N-7位或胞嘧啶 的C-5位等。但在哺乳动物中DNA甲基化主 要发生在5-CpG-3的C上生成5-甲基胞嘧啶DNA甲基化(DNA methylation)DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶(DNMTs)的作用下,将一个甲基
10、添加在DNA分子中的碱基上,最常见的是加在胞嘧啶上,由此形成5-甲基胞嘧啶(5mC)。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。DNA甲基化位点CpG岛或富含岛或富含CpG岛的区域岛的区域CpG双核苷酸在人类基因组中的分布很不均一,而在基因组的某些区段,CpG保持 或高于正常概率,这些区段被称作CpG岛。CCAGGCCTGGCCTTGACAGGCGGGCGGAGCAGCCAGTGCGAGACAGGGAGGCCGGTGCGGGTGCGGGAACCTGATCC GGAGGCGGGGGCGGGGCGGGGGCGCAGCGCGCGGGGAGGGGCCGGCGCCCG
11、CCTTCCTCCCCGGGGCCCTCCGGCG TCTGCACTGCAGGAGCGCGGGCGCGGCGCCCCAGCCAGCGCGCAGGGCCCGGGCCCCGCCGGGGGCGCTTCCTCGCC CCGCGCGACCCGCTGCpG岛特征:A、CpG岛主要位于基因的启动子区,部分位 于基因的第一个外显子区; B、CpG岛甲基化可以直接导致相关基因的表 观遗传学沉默。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。高等生物基因组甲基化特点高等生物基因组甲基化特点 1)广泛性)广泛性 2)可遗传性可遗传性 3)可逆性)可逆性 4)组织特异性)组织特异性文档
12、仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。 CpG岛岛(CpG islands) 在结构基因在结构基因5端附近的调控区段,端附近的调控区段, CG二联核苷常常二联核苷常常以成簇串联的形式排列,含量大于以成簇串联的形式排列,含量大于50%。 预测软件预测软件 http:/pbil.univ-lyon1.fr/software/cpgprod_query.html http:/www.ebi.ac.uk/Tools/emboss/cpgplot/文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。可遗传性可遗传性文档仅供参考,不能作为科学依
13、据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。DNA 修复修复基因表达的调节基因表达的调节癌基因代谢癌基因代谢 凋亡凋亡分化分化细胞周期细胞周期DNA甲基化甲基化DNADNA甲基化的功能甲基化的功能文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。DNA甲基化的生物学意义DNA甲基化直接影响基因的活化状甲基化直接影响基因的活化状态态 DNA甲基化的生物学意义在于: A、基因表达的时空调控 B、保护基因组的稳定性表现:基因在不同时期不同身体部位特异表达I.有些基因在发育早期甲基化II.发育晚期被诱导去甲基化III.管家基因低甲基化IV.印记基因高甲基化文档仅供参考
14、,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。CpG甲基化与转录活性成反比CpG岛的数目与基因密度相关人类基因组甲基化情况人类基因组甲基化情况1%-2%的人类基因组是CpG群人类基因组CpG岛约为28890个 平均值为每Mb含10.5个CpG岛80%-90%的CpG位点已被甲基化文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。一、一、DNA甲基化干扰转录因子对甲基化干扰转录因子对DNA元件的识别与结元件的识别与结合合序列特异性的甲基化DNA结合蛋白与启动子区甲基化CpG岛结合,募集组蛋白去乙酰化酶(HDAC), 形成转录抑制复合物,阻止转录 因
15、子与启动子区靶序列的结合, 从而影响基因的转录。DNA甲基化抑制基因转录的机制没有甲基化基因表没有甲基化基因表达达基因启动子区域基因启动子区域转录因子转录因子结合结合不能结合不能结合甲基化基因不表甲基化基因不表达达甲基化甲基化文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。二、序列特异性的甲基化二、序列特异性的甲基化DNA结合蛋白与启动子区甲基化结合蛋白与启动子区甲基化CpG岛结合,募集组蛋白岛结合,募集组蛋白 去乙酰化酶(去乙酰化酶(HDAC),形成转录抑制复合物,阻止转录因子与启动子区靶序列的结),形成转录抑制复合物,阻止转录因子与启动子区靶序列的结 合,从而
16、影响基因的转录。合,从而影响基因的转录。DNA甲基化抑制基因转录的机制Sin3AMeCP2启动子基因转录因子基因表达启动子基因基因不表达文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。染色质构型的变化伴随组蛋白的乙酰化和去 乙酰化,以调控基因转录的开关。DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、 DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的 改变,从而控制基因表达。三、三、DNA甲基化通过改变染色质结构抑制基因表甲基化通过改变染色质结构抑制基因表达达DNA甲基化抑制基因转录的机制文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。二、DNA
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