表观遗传调控的原理和概念

表观遗传是指DNA序列不发生变化但基因表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表型却发生了改变。换言之，这是一种DNA序列外的遗传方式。基因组含有两类遗传信息：一类是传统意义上的遗传信息，即DNA序列所提供的遗传信息；另一类是表观遗传学信息，它提供了何时、何地、以何种方式去应用遗传信息的指令。

现代研究发现，异常的表观遗传可能导致发生肿瘤、自身免疫病、衰老、神经精神异常和多种儿科综合征。表观遗传学主要是对染色质重塑、DNA甲基化及组蛋白修饰、X染色体失活、非编码RNA调控等多方面进行研究。对表观遗传中各种因子的突变导致疾病的研究，将有助我们了解表观遗传机制、基因表达和环境之间的关系，并期望能纠正或降低那些能够导致疾病的表观基因的不稳定性，指导疾病的诊治和新药的研制。

与原核生物不同，真核细胞的基因组DNA在细胞核里是以染色质形式存在的。染色质是一个动态的多级包装的蛋白质―DNA―RAN复合物，染色质结构不仅对于巨大的DNA分子的包装起到重要作用，而且通过对其组分(组蛋白和DNA)的修饰来调节基因的表达。

染色质是细胞间期真核生物基因组DNA存在的方式，它由蛋白质(分为组蛋白和非组蛋白)、DNA和少量RNA组成。组蛋白有H1、H2A、H2B、H3、H4五种。DNA包装时，由各两个H2A、H2B、H3、H4组成一个八聚体核小体，每个八聚体可缠绕146 bpDNA(称为核心DNA)。H1联系相邻的核小体，有利于DNA更高级的包装。重复的核小体结构加上连接DNA，通过组蛋白及其他非组蛋白进一步地折叠、压缩，形成高度有序的染色质结构。

在细胞生命活动的选择性基因沉默或基因表达过程中，包裹于染色质中的基因组DNA序列一般不发生改变，但细胞核内的染色质结构可以发生高度动态变化，使一些特定基因组区域的转录活性呈现相应的改变。这种影响基因转录活性而不涉及DNA序列改变的基因表达调控方式称为表观遗传调控，其分子基础有两个方面，即针对DNA本身的修饰和对组蛋白的修饰。