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DNA亲子鉴定表观遗传学有哪些现象?

DNA亲子鉴定表观遗传学有哪些现象?

时间:2017-06-08来源:亲子鉴定中心点击:

DNA甲基化(DNA methylation)是常见的DNA亲子鉴定表观遗传现象,它是指在DNA甲基化转移酶(DNA methyluansferase.DNMT)的作用下,将甲基添加在DNA分子中的碱基上(Feinberg,2001)。研究发现,一个遗传完全一致的小鼠品系其皮肤却具有不同颜色,是基因的甲基化程度差异造成的。给怀孕母鼠进食富含甲基的食物时,引起了其基因表达模式的改变,使黄色的肥胖母鼠产下了标准褐色的健康体瘦仔鼠,并且这种皮毛颜色的性状差异往往由母鼠传递给后代。

常见的个人亲子鉴定甲基化发生在DNA链上胞嘧啶第5位碳原子和甲基间的共价结合,胞嘧啶由此被修饰为5一甲基胞嘧啶(5-methylcytosine,5-mC)。哺乳动物基因组DNA中5-mC约占胞嘧啶总量的226~7%,约70%的5-mC存在于CpG二联核苷。在结构基因的5 7端调控区段,CpG二联核苷常常以成簇串联的形式排列,这种富含CpG二联核苷的区域称为CpG岛(CpG island),其大小为500~lOOObp,约56%的编码基因含该结构(郑志红和孙开来,2002)。CpG具有以下特征。①CpG主要位于基因的启动子区,少量位于基因的第一个外显子区。②CpG岛一般是非甲基化的。看家基因的启动子都含CpG岛,且保持非甲基化状态,组织特异性基因则缺乏这样的岛。哺乳动物基因有两种启动子,即富含CpG序列且保持非甲基化状态的启动子和CpG含量较少、在大多数组织中甲基化的启动子,后一种总是出现在组织特异性表达的基因内,其表达活性受到调控且在大多数组织中被抑制。③启动子区的CpG甲基化可直接导致相关基因的表观遗传学基因沉默,而基因下游,即非岛区CpG的甲基化不抑制基因的转录。

目前认为基因调控元件(如启动子)的CpG岛中发生5-mC的修饰会在空间上阻碍转录因子复合体与DNA的结合,因此.DNA甲基化一般与基因沉默相关联,而非甲基化一般与基因的活化相关联。基因在甲基化后去甲基化( demeth-ylation)则往往与一个沉默基因的重新激活相关联。④启动子区CpG甲基化的密度与转录的抑制程度相关,弱的启动子能被密度较低的甲基化完全抑制,当启动子被增强子增强时,能恢复转录功能,但如果甲基化的密度进一步增加,转录就又会被完全抑制。这一阶段的去甲基化酶活性的激活受锚定在CpG岛特异位点的蛋白质的影响,由反式作用因子识别基因附近的顺式调节元件来调控,另外,在个体生长发育过程中特异性的基因被激活也可能与该调控机制相关。

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