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2.1.1 表觀(guān)遺傳修飾調控
表觀(guān)遺傳（epigenetics），是指DNA序列不發(fā)生變化，但基因表達卻發(fā)生了可遺傳的改變。這樣的改變是細胞內除了遺傳信息以外的其他可遺傳物質(zhì)發(fā)生的改變，且這種改變在發(fā)育和細胞增殖過(guò)程中能穩定傳遞。在表觀(guān)遺傳中，DNA序列不發(fā)生變化，但基因表達卻發(fā)生了可遺傳的改變。由于DNA甲基化與人類(lèi)發(fā)育和腫瘤疾病的密切關(guān)系，特別是CpG島甲基化所致抑癌基因轉錄失活問(wèn)題，DNA甲基化已經(jīng)成為表觀(guān)遺傳學(xué)和表觀(guān)基因組學(xué)的重要研究?jì)热?。表觀(guān)遺傳調控主要通過(guò)DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑和非編碼RNA調控4種控制表觀(guān)遺傳的沉默或激活。而表觀(guān)遺傳調控在DNA水平上的調控，主要體現在DNA甲基化、組蛋白甲基化以及組蛋白乙?；?。
（1）DNA甲基化或去甲基化；
DNA甲基化是指在DNA甲基化轉移酶（DNMTs）的作用下，DNA的CG兩個(gè)核苷酸的胞嘧啶被選擇性地添加甲基，形成5－甲基胞嘧啶，這常見(jiàn)于基因的5'-CG-3'序列。大多數脊椎動(dòng)物基因組DNA都有少量的甲基化胞嘧啶，主要集中在基因5'端的非編碼區，并成簇存在。甲基化位點(diǎn)可隨DNA的復制而遺傳，因為DNA復制后，甲基化酶可將新合成的未甲基化的位點(diǎn)進(jìn)行甲基化。DNA的甲基化可引起基因的失活，DNA甲基化導致某些區域DNA構象變化，從而影響了蛋白質(zhì)與DNA的相互作用，甲基化達到一定程度時(shí)會(huì )發(fā)生從常規的B-DNA向Z-DNA的過(guò)渡，由于Z-DNA結構收縮，螺旋加深，使許多蛋白質(zhì)因子賴(lài)以結合的原件縮入大溝而不利于轉錄的起始，導致基因失活。另外，序列特異性甲基化結合蛋白（MBD/MeCP）可與啟動(dòng)子區的甲基化CpG島結合，阻止轉錄因子與啟動(dòng)子作用，從而阻抑基因轉錄過(guò)程。由于DNA甲基化與人類(lèi)發(fā)育和腫瘤疾病的密切關(guān)系，特別是CpG島甲基化所致抑癌基因轉錄失活問(wèn)題，DNA甲基化已經(jīng)成為表觀(guān)遺傳學(xué)和表觀(guān)基因組學(xué)的重要研究?jì)热荨?/span>
（2）組蛋白甲基化或去甲基化；
組蛋白甲基化是由組蛋白甲基化轉移酶（histonemethyl transferase，HMT）完成的。甲基化可發(fā)生在組蛋白的賴(lài)氨酸和精氨酸殘基上，而且賴(lài)氨酸殘基能夠發(fā)生單、雙、三甲基化，而精氨酸殘基能夠單、雙甲基化，這些不同程度的甲基化極大地增加了組蛋白修飾和調節基因表達的復雜性。甲基化的作用位點(diǎn)在賴(lài)氨酸（Lys）、精氨酸（Arg）的側鏈N原子上。組蛋白H3的第4、9、27和36位，H4的第20位Lys，H3的第2、l7、26位及H4的第3位Arg都是甲基化的常見(jiàn)位點(diǎn)。研究表明·，組蛋白精氨酸甲基化是一種相對動(dòng)態(tài)的標記，精氨酸甲基化與基因激活相關(guān)，而H3和H4精氨酸的甲基化丟失與基因沉默相關(guān)。相反，賴(lài)氨酸甲基化似乎是基因表達調控中一種較為穩定的標記。例如，H3第4位的賴(lài)氨酸殘基甲基化與基因激活相關(guān)，而第9位和第27位賴(lài)氨酸甲基化與基因沉默相關(guān)。此外，H4—K20的甲基化與基因沉默相關(guān)，H3—K36和H3—K79的甲基化與基因激活有關(guān)。但應當注意的是，甲基化個(gè)數與基因沉默和激活的程度相關(guān)。
組蛋白乙?；侵附M蛋白在乙?；D移酶（histone acetyltransferase, HAT）的作用下，將乙酰輔酶A的乙?；D移到賴(lài)氨酸的sNH3+中和掉1個(gè)正電荷。在細胞核內，組蛋白乙?；c組蛋白去乙?；^(guò)程處于動(dòng)態(tài)平衡，并由組蛋白乙?；D移酶（histone acetyltransferase, HAT）和組蛋白去乙?；福╤istone deacetylase, HDAC）共同調控。事實(shí)證明，HATs只要乙?；课稽c(diǎn)的46%，就足以阻止染色質(zhì)高級結構的折疊及促進(jìn)RNA聚合酶Ⅲ介導的轉錄。組蛋白乙?；鹑旧|(zhì)結構改變及基因轉錄活性變化的機制至少包括以下幾個(gè)方面:（1）組蛋白尾部賴(lài)氨酸殘基的乙?；軌蚴菇M蛋白攜帶正電荷量減少，降低其與帶負電荷的DNA鏈的親和性，導致局部DNA與組蛋白八聚體解開(kāi)纏繞，從而促使參與轉錄調控的各種蛋白因子與DNA 特異序列結合，進(jìn)而發(fā)揮轉錄調控作用；（2）組蛋白的N末端尾巴可與參與維持染色質(zhì)高級結構的多種蛋白質(zhì)相互作用，更加穩定了核小體的結構。而組蛋白乙?；瘏s減弱了上述作用，阻礙了核小體裝配成規則的高級結構；（3）組蛋白乙?；D移酶對相關(guān)的轉錄因子或活化因子進(jìn)行乙?；揎椧哉{節基因的表達。
總的來(lái)說(shuō)，表觀(guān)遺傳學(xué)是對中心法則的重要補充，它詮釋了中心法則忽略的兩個(gè)問(wèn)題：即哪些因素決定了基因的正常轉錄和翻譯以及核酸并不是存儲遺傳信息的唯一載體。表觀(guān)遺傳信息可以通過(guò)控制基因的表達時(shí)間、空間位置和表達方式來(lái)調控發(fā)育過(guò)程及各種生理反應。所以，許多用DNA序列不能解釋的現象,通過(guò)表觀(guān)遺傳學(xué)的研究找到了答案，這就為廣大科研工作者的科學(xué)研究指明了新的方向。