人体拥有众多不同的细胞类型,尽管这些细胞的种类因外观和功能不同而互不相同,但它们的DNA基本构成和碱基序列却是一致的。这些差异来源于表观遗传过程。
正是这些表观遗传修饰一步一步地创造了各种细胞中活性DNA和非活性DNA序列的模型。如何通过基因序列变化以外的遗传了解生命的诞生、基因组印记、x染色体失活、组蛋白密码的研究等,本书从当前表观遗传学研究的各领域入手,为读者全面详解神奇的表观遗传。
生命究竟是什么?这是看似简单,但从不同的角度又有诸多解释的问题,我们很难给出一个标准的答案。然而,生命现象又无时无刻不出现在我们的周围,让我们的生活多姿多彩。从低等生物到高等生物,从肉眼看不见的细菌到郁郁葱葱的大树,从讨厌的蚊蝇到惹人爱怜的宠物,再到自诩为“万物之灵”的人类,这一切让我们生活的这颗蓝色星球生机盎然。
生命有一个共同的特征,那就是必须有一段特定的遗传序列。如果说遗传序列就是生命,这并不准确,例如恐龙、猛犸象等诸多生命早已灭绝,尽管人们仍在努力通过基因扩增技术尝试获得它们的DNA 序列,但至今未获成功。同样,当一个生命个体死亡后,其DNA 序列由于自身的稳定性,还会存在很长一段时间,这只能说明序列具有存续性,但并不代表生命现象的持续存在。
在不断变化的生命长河中,是什么因素推动着生命有序变化和生生不息?那就是表观遗传(Epigenetics)。我们从父母那里继承的DNA 序列,在我们短暂而又漫长的人生中,几乎不会变化,而DNA 之外的信息却随时随地在变化着。表观遗传简单来讲,就是不依赖于DNA 序列的遗传。它包括3 个各自独立又相互关联的方面:DNA 甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA 的调控。例如,同卵双胞胎尽管有相同的DNA 序列,但他们总会存在这样或那样的不同。同样我们知道,世界上没有两片相同的树叶,即使在同一棵树上,我们也不会找到一模一样的叶子,这些用遗传学理论很难解释的现象,用表观遗传学知识即可迎刃而解。生命的表观遗传特征让世界变得异常精彩。
有人说,生命现象不仅要有变化,生命还必须对外界的刺激做出反应,生物体对外界环境变化的响应是生命现象的另一个重要特征。生物体中内在的表观遗传变化正是生命自身对外界环境的忠实记录和总结,所以从这个意义上来说,表观遗传是连接生命衍变与环境响应的桥梁。
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