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表觀遺傳學(xué)

【小編按:達(dá)爾文進(jìn)化論的原則是:自然選擇,適者生存。我們一般認(rèn)為,進(jìn)化是依賴于基因突變加上自然選擇而發(fā)生的。而拉馬克的“用盡廢退”說(shuō),基本上被學(xué)術(shù)界所否定,其“獲得性遺傳”---“長(zhǎng)頸鹿的脖子之所以長(zhǎng),是因?yàn)槠渖洗?,上上代皆努力伸長(zhǎng)脖子所致”(維基)---被認(rèn)為是不正確的:“現(xiàn)代分子遺傳學(xué)已非常清楚,生物的性狀功能無(wú)論再常用或不常用,也不會(huì)編碼到染色體中。由于基因在拉馬克的學(xué)說(shuō)中不為參考因素,較不符合現(xiàn)代的遺傳學(xué),因此在目前的科學(xué)界中,拉馬克的學(xué)說(shuō)普遍不被接受。目前,較能解釋生物的演化的學(xué)說(shuō)為達(dá)爾文所提出的天擇說(shuō)”(維基)。

而表觀遺傳學(xué)則顯示出,人的習(xí)慣也有可能通過(guò)遺傳而影響到下代或下下代。而這種遺傳并非通過(guò)改變基因(DNA序列)實(shí)現(xiàn)的,而是通過(guò)細(xì)胞分裂來(lái)影響基因的表現(xiàn)型(或稱為表型),以達(dá)到基因性狀的遺傳。


基因突變和自然選擇是一個(gè)漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程,而習(xí)慣的遺傳會(huì)大大加快物種的進(jìn)化速度。在表觀遺傳學(xué)看來(lái),人類在現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)化速度一定是大大超過(guò)以前的。結(jié)合《一萬(wàn)年大爆發(fā)》的觀點(diǎn)看,“人類10000年以來(lái)在生物上的進(jìn)化已趨于停滯,主要的進(jìn)化是文化上的”這種觀點(diǎn)就有點(diǎn)靠不住腳了。


基因型(英語(yǔ):Genotype):指的是一個(gè)生物體內(nèi)的DNA所包含的基因,也就是說(shuō)該生物的細(xì)胞內(nèi)所包含的、它所特有的那組基因。基因型這個(gè)概念是1909年丹麥遺傳學(xué)家威廉·約翰遜引入的。


表型(英語(yǔ):Phenotype),又稱表現(xiàn)型,對(duì)于一個(gè)生物而言,表示它某一特定的物理外觀或成分。一個(gè)人是否有耳珠、植物的高度、人的血型、蛾的顏色等等,都是表型的例子。


表型主要受生物的基因型和環(huán)境影響,表型可分為連續(xù)變異或不連續(xù)變異的。前者較易受環(huán)境因素影響,基因型上則會(huì)受多個(gè)等位基因影響,如體重、智力和身高;后者僅受幾個(gè)等位基因影響,而且很少會(huì)被環(huán)境改變,如血型、眼睛顏色和卷舌的能力。對(duì)于不連續(xù)變異,若有兩個(gè)生物表現(xiàn)型相同,其基因型未必一樣,這是因?yàn)槠渲幸环娇赡苡须[性基因。


表觀遺傳(epigenetic inheritance):通過(guò)有絲分裂或減數(shù)分裂來(lái)傳遞非DNA序列信息的現(xiàn)象。


表觀遺傳學(xué)(epigenetics):則是研究不涉及DNA序列改變的基因表達(dá)和調(diào)控的可遺傳變化的?;蛘哒f(shuō)是研究從基因演繹為表型的過(guò)程和機(jī)制的一門新興的遺傳學(xué)分支?!?/span>



表觀遺傳學(xué)


背景

近年,香港兒童的超重問(wèn)題越趨嚴(yán)重,有學(xué)者認(rèn)為這現(xiàn)象,並不單是與他們的飲食習(xí)慣有關(guān),更與環(huán)境和香港的考試制度有密切關(guān)係;但如何就環(huán)境因素影響引致兒童的成長(zhǎng)與超重問(wèn)題,醫(yī)學(xué)界學(xué)者有以下解釋,他們認(rèn)為這種由環(huán)境因素影響基因變化,並非由遺傳所產(chǎn)生,而是與表觀遺傳有密切的關(guān)係。

表觀遺傳學(xué)(Epigenetic)

遺傳學(xué)對(duì)一般人來(lái)說(shuō)也不算陌生,表觀遺傳學(xué)又是什麼呢?原來(lái),在基因組中除了DNA和RNA序列之外,還有其他調(diào)控基因信息的方法,這些方法並不會(huì)改變基因的序列,而是通過(guò)修飾基因、控制基因、蛋白質(zhì)的功能和特性等;更能通過(guò)細(xì)胞週期及增值週期去影響基因變化的新興學(xué)科。



圖片引用自http://www.neb.com/


應(yīng)用


其中非基因序列改變的表觀遺傳分子機(jī)制:

1.DNA甲基化 (Methylation of DNA):為DNA化學(xué)修飾的一種形式,

能夠在不改變DNA序列的前提下,改變遺傳表現(xiàn)。



圖片引用自http://genome.welcome.ac.uk/

2.RNA干擾 (RNA interference):是指一種分子生物學(xué)上由雙鏈RNA誘發(fā)

的基因沈默現(xiàn)象。

圖片引用自http://www.nastech.com

3.組蛋白質(zhì)修飾 (Protein Modification):透過(guò)改變蛋白結(jié)構(gòu),而引致蛋白質(zhì)

產(chǎn)生不同的作用和特性,例如:瘋牛癥蛋白異變。

圖片引用自http://www.bc.sinica.edu.tw

4.染色盾改型 (Histone Acetylation):染色體透過(guò)增加又改變結(jié)構(gòu),減少或

增加基因與蛋質(zhì)接觸,從而控制基因表現(xiàn)。



圖片引用自http://www.broad.mit.edu/


表觀遺傳的影響

這些因素,都足以影響基因在表達(dá)中所運(yùn)行的作用,根據(jù)本港研究,發(fā)現(xiàn)【飲食習(xí)慣與生活習(xí)慣,對(duì)基因影響極大;而且改變的部份在未來(lái)生育時(shí),更有機(jī)會(huì)遺傳到下一代,甚至於祖宗八代的飲食和生活習(xí)慣,也有可能影響後代的基因,其中例子如東方傳統(tǒng)食物大豆含有甲基成份,也會(huì)因表觀遺傳下讓成份遺傳到下一代而導(dǎo)致癡肥的現(xiàn)象】。


Telltale traits. Differences in the size and color of offspring are epigenetic effects of genistein consumption (via a high-soy diet) by mouse moms. image: Dolinoy et al .


圖片引用自http://www.ehponline.org



表觀遺傳學(xué)的不同分子機(jī)制

· DNA甲基化 (Methylation of DNA)

· RNA干擾 (RNA interference)

· 組蛋白質(zhì)修飾 (Protein Modification)

· 染色盾改型 (Histone Acetylation)


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