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DNA 之上的第二层信息

你每个细胞里的 DNA 都相同,但神经元和皮肤细胞的行为天差地别。表观遗传就是决定哪些基因被读取的那层标记——而不改写代码本身。

相同的代码,不同的读法

你体内几乎每个细胞都携带着相同DNA 和相同的 基因型。肝细胞和脑细胞读的是同一本说明书。然而它们外形不同、合成不同的蛋白质、承担完全不同的工作。原因在于每种细胞都开启和关闭着不同的一组基因——并在分裂时记住这个选择。

表观遗传学研究的就是这第二层:在改变 DNA 序列本身的前提下,可遗传的 基因表达变化。如果说基因组是正文,那么表观基因组就是那些荧光笔标记、便利贴和折角,告诉细胞此刻该读哪几页、该跳过哪几页。

什么才算表观遗传标记

表观遗传标记是加在 DNA 或其缠绕蛋白上的化学标签,它改变基因被读取的难易程度——而不触碰 A、T、G、C 序列。两大类占主导:DNA 甲基化(在 DNA 本身上添加一个小化学基团)和 组蛋白修饰(在 DNA 缠绕的 组蛋白上添加标签)。这些标记在整个基因组范围内共同构成 表观基因组

决定性的判别标准是可逆性加可遗传性。真正的表观遗传变化足够稳定,能在细胞分裂时被复制(所以肝细胞生出肝细胞),却原则上可逆——这与 突变不同,后者会永久改写序列。这正是为什么同一固定的 基因型能产生许多不同的细胞层面 表型

GENOME (the text)        epi-MARKS (the annotations)
  ...A T G C G C A T...      methyl group on a C  -> page "closed"
  ...A T G C G C A T...      histone tag (active)  -> page "open"

Same sequence in liver and neuron.
Different marks  ->  different genes read  ->  different cell.
DNA 字母在每个细胞中都相同;只有上面的标记不同。