什麼是表觀遺傳學,為什麼說基因遺傳學被表觀遺傳學動搖了,請用外行能聽懂的方式講講?

之前看過《自私的基因》覺得讓人豁然開朗,但是最近聽說表觀遺傳學,但是不能明白到底是什麼意思。並且還好像比基因遺傳學要厲害的多的樣子。所以求解


表觀遺傳學的定義請自行google或wiki,只需要基本的生物學知識就可以理解。

談到為什麼原來的體系被動搖了,說來話有點長。我盡量簡單點說明。

1,問題中所述的「基因遺傳學」實際上應該是指的遺傳學三大定律,也就是經典遺傳學的理論基礎,或稱為孟德爾-摩爾根體系。其中有一條重要的理論就是基因決定性狀。而傳統上認為基因就是由DNA的不同排序來決定的(沃森和克里克的偉大功績)。也就是說DNA的序列不同,導致了性狀的不同,並且這種性狀會隨著基因的傳遞而遺傳。

2,表觀遺傳學發現的現象用經典理論不能解釋,簡單的說,DNA的序列不需要得到改變就能導致性狀產生改變,並且這種性狀也能夠得到遺傳。這樣就「動搖」了經典遺傳學的理論。

3,不知道題主了不了解偉大蘇聯專家李森科同志和米丘林同志,這兩位在完全不知道表觀遺傳學現象的情況下,用馬克思、列寧主義作指導,在斯大林同志光輝照耀下,提出了劃時代的先進的革命的社會主義獲得性遺傳理論,並用這一武器批判了落後的腐朽的資本主義孟德爾-摩爾根理論。可惜赫魯曉夫背叛革命後被一幫無知之徒打倒在地,前年的一篇線蟲的文章完完全全的證明了這一理論的高瞻遠矚。也就是說,只要我們持續不斷的對社會主義公民進行教育,那麼經過若干代以後,新出生的嬰兒就自帶社會主義屬性,人類的共產主義事業就能得到最為圓滿的實現!

各路大神隨意指正。


表觀遺傳學是指在DNA序列不改變的情況下,基因的其他特徵可以遺傳給下一代。比如說兩個同卵雙胞他們的DNA序列完全一樣,可能一個得病,一個正常,這很可能就是表觀遺傳起作用。表觀遺傳的特徵很多,像DNA甲基化,組蛋白修飾,核小體定位等,這些特徵有所異常也會引發疾病。


寫個簡單的答案在這裡吧。對於一個多細胞生物體內的所有體細胞,每個細胞裡面的遺傳信息DNA序列 (genotype) 都是一樣的,但是這個多細胞生物體內不同組織和細胞的表型 (phenotype) 卻千差萬別,這就不是經典遺傳學所能很好解釋的了。表觀遺傳所引入的概念是,DNA順序只是硬體hardware, 而表觀遺傳是控制硬體功能的軟體software, 表觀遺傳控制基因轉錄(gene expression),間接調控相關蛋白質的產生(output), 從而決定細胞表型(phenotype).


這麼說,基因序列控制的遺傳現象就像是串聯電路的開關1,但是表觀遺傳是開關2,燈泡亮不亮要看一二有沒有同時閉合,表觀遺傳學之所以重要是解決了一些傳統遺傳學無法解釋的現象,而且是一個最新發展起來的學科。

我相信能問出來這個問題的一定能看懂這個電路圖(&>﹏


舉個很簡單的例子吧,從小我們生物課本教我們,我們的基因一半來自母親,一半來自父親,所以父母的基因決定了我們的一切,包括身高長相等等。可是你想一下雙胞胎,他們的基因就是一半來自母親,一半來自父親啊,為什麼雙胞胎的身高,長相等等並不是完全一樣的呢?然後你再想想,為什麼會有人說,小時候吃的好,運動多,長大了就會長得高? 這裡的原因就是表觀遺傳的作用。

從原理上來說,DNA 轉錄成 RNA,然後表達蛋白質,蛋白質再決定性狀(身高,外貌),DNA是遺傳父母,所以之前就很多人認為只要遺傳物質相同,性狀是完全一樣的。

這其實是很大的誤區,這也就是為什麼表觀遺傳學的研究越來越火,因為大家發現,後天環境對性狀的影響跟父母遺傳的作用比,誰強誰弱還真不一定。

表觀遺傳是如何發揮作用,影響我們的性狀的呢,也就是蛋白表達? 我們身體里基因有兩萬多個,正常情況下,不是每個基因都工作的,而是在一系列複雜的調控機制下,有序的工作(表達),有的是每天呈周期性表達,有的是每年某些時候表達,有的是在人發育的不同階段表達(比如管控人牙齒生長的基因),也就是你的兩萬多個基因,在某個時間只有一部分在工作。那麼不工作的時候,DNA就是處於一個高度緊縮的狀態,只有DNA轉錄成RNA的時候,高度緊縮的DNA才會打開,這時候轉錄因子就會結合到單鏈DNA上,開始轉錄工作啦。所以重點在這裡,緊縮的DNA是不能轉錄的,也就是不能表達蛋白,影響生物的性狀啊(你就不能長高了,變美了), 為什麼DNA會緊縮,會打開呢?這裡就是表觀遺傳學研究的問題了。。

表觀遺傳學,指的是基因組相關功能改變而不涉及核苷酸序列變化, 研究比較多的的方向是DNA甲基化,及蛋白乙醯化。 這裡面有很多複雜的機制,舉一個簡單的例子,比如DNA甲基化過程會使 -CH3 (甲基) 添加到C(胞嘧啶), 這時候呢,就會阻礙 一些轉錄因子結合到DNA上,這樣就得不到RNA,就沒有蛋白質啦,就沒有大長腿了~~這個機制DNA 甲基化控制的基因沉默。

基因表達是一個動態的過程,人的這些基因在細胞里就是小船一樣,所以甲基也是很活躍的,可以在基因上,也可以隨時移走,移走了,這個基因不就可以被轉錄因子結合上了,然後就開始讓你擁有一條大長腿了么。。 那麼什麼因素決定了,這些甲基被移走呢,那就是外界環境,比如從小吃的好不好,愛不愛運動,睡眠,心情,溫度,空氣污染,化學物質等等等。。。。

就那某些癌症來說吧,癌症的發生,是某些細胞的異常繁殖,那麼也就是某些相關的基因異常的表達,每個人都有相同的基因,也就是說,你我都有致癌基因,只不過這些基因,在人體的制約機制下,是被鎖起來的,比如就是高度甲基化,但是呢,因為你天天抽煙喝酒燙頭,天天熬夜,把自己的生物鐘搞亂,壓力又大,那麼這時候,你的制約癌細胞的甲基就會被外界這些環境因素影響,沒有了,那麼這個被鎖起來的大惡魔就會開始工作,這時候就會有癌變的可能。。

當然這只是表觀遺傳學的一個機制,裡面太多複雜的機制研究了,小弟之前有幸研究過幾年,但是這方面的實驗花費實在太多,導師也沒有足夠資金支持我的研究。。但是還是一直關注這方面最新的研究進展,也相信以後表觀遺傳開始在醫療領域應用。。


表象基因就好比電閘 電閘不拉開 家裡的電器也不會開始工作呀。這個電閘就是好幾種特殊的蛋白質在控制你的基因要不要表達 表達多少。

順便講幾個有趣的事實。

其中一個蛋白質是會跟酒精反應的。

大腦的腦細胞估計是表象基因最豐富的地方。

感覺這個很能解釋為什麼喝了酒,整個人思維都錯亂了吧

也能解釋多喝酒真的會得肝癌胃癌各種癌的哦,大家一定要注意健康。保護DNA,從我做起。


隔壁老王系列


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