表观遗传变异为在基因的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,称为表观遗传变异。
表观遗传变异的分子机制有以下几点:
1、DNA甲基化;
2、 RNA干扰;
3、组蛋白修饰与染色质重塑;具体内容如下:
1.DNA 甲基化与去甲基化:
DNA的甲基化是生物关闭基因表达的一种有效手段,也是印记遗传的主要机制之一;基因的去甲基化可能使得印记丢失,基因过度表达,甚至引起肿瘤或癌症的发生,如促肿瘤生长因子IGF2基因过度表达引发大肠癌。 DNA 甲基化与去甲基化是表观遗传的重要机制之一。
2.RNA干扰 (RNA interference,RNAi)
是正常生物体内抑制特定基因表达的一种现象,是指当细胞中导入(或内源产生)与某个特定mRNA编码区同源的双链RNA(dsRNA)时,该mRNA发生降解或者翻译阻滞而导致基因表达沉默的现象。这种现象发生在转录后水平,又称为转录后基因沉默。是表观遗传的重要机制之一。
3.组蛋白修饰与染色质重塑
组蛋白(H1,H2A,H2B,H3,H4 )可发生甲基化、乙酰化等修饰,修饰的组蛋白改变了与DNA双链的亲和性,从而改变染色质的疏松或凝集状态,或通过影响转录因子与启动子的亲和性来发挥对基因的调控作用。
核小体的核心组蛋白可以发生许多翻译后修饰, 包括甲基化、 乙酰化、磷酸化、泛素化及ADP 核糖基化。这些修饰通过影响组蛋白与DNA、组蛋白与组蛋白之间的相互作用而改变染色质的结构。
组蛋白的单一修饰往往不能独立地发挥作用, 几种不同修饰(不同类型的修饰、不同位点的修饰)的联合存在往往作为一种标志或语言, 被一系列特定的蛋白所识别, 从而改变染色质状态以实现对特定基因表达的调节。因此这些联合修饰也被称为组蛋白密码。