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的 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:在不改变 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.