基因启动子甲基化在基因表达调控和细胞分化中的意义

在甲基转移酶的催化下，DNA的CG两个核苷酸的胞嘧啶被选择性地添加甲基，形成5－甲基胞嘧啶，这常见于基因的5"-CG-3"序列。大多数脊椎动物基因组DNA都有少量的甲基化胞嘧啶，主要集中在基因5"端的非编码区，并成簇存在。

DNA甲基化是一种最常见的表观遗传现象。一般起到抑制基因表达的作用甲基化的DNA主要分布于真核生物基因组的非编码区，DNA 甲基转移酶的作用下，在DNA分子的碱基上添加甲基，一般是在胞嘧啶核苷的嘧啶环5位上进行甲基化，即5-甲基胞嘧啶(5-mC)。当然也存在其他位置的甲基化。5-甲基胞嘧啶；N6-甲基腺嘌呤；7-甲基鸟嘌呤DNA及组蛋白的甲基化是非活性状态染色质的特征。真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出现在CpG二核苷酸序列上，由于CpG通常成串出现在DNA中，长度一般为1-2kb，所以这段序列被称为CpG岛。CpG岛主要位于基因的启动子区附近，表达量高的基因启动子附近的CpG岛通常不会甲基化。 研究表明，CpG 岛的甲基化一般与基因沉默相关联；而非甲基化一般与基因活化相关联。DNA 甲基化抑制基因表达的机理DNA甲基化会引起DNA的构象发生变化，影响蛋白与DNA的相互作用，从而导致转录因子无法结合或者结合效率下降，从而达到抑制基因表达。从另一方面，DNA甲基化同样有识别甲基化的蛋白会和甲基化的DNA结合，进一步使转录因子无法正常结合。DNA甲基化会导致染色体失活在一些生物中存在剂量补偿效应（会有另一篇专栏介绍这个效应），染色体会通过DNA的甲基化等一些方式进行失活。比如哺乳动物的X染色体的X失活中心的失活基因Xist会发生甲基化。本文禁止转载或摘编生物考研分子生物学生物化学展开阅读全文33分享推荐文章Ron Lemen 画出运动中的身体学习 · 49阅读利用XFLR5进行无人机气动数据分析学习 · 226阅读直播回放 | 无人机集群建模与分析学习 · 73阅读加载中...打开bilibili，查看全部评论打开App

简单的讲，基因突变热点就是突变几率较高的碱基序列。DNA分子上的甲基化是一种表观遗传变异， 甲基最常见的是加在胞嘧啶上，从而形成5-甲基胞嘧啶； 而5-甲基胞嘧啶又最常出现在脊椎动物基因的转录起始点附近高度密集的CpG序列中，现研究这个序列的作用可能有：1.可作为分离基因的一个标志（因为它处于基因附近）；2. 这种由5-甲基胞嘧啶形成的CpG与基因转录活性有关。为什么会是突变热点？ 是因为5-甲基胞嘧啶突变率很高，它经脱氨基作用就转变成胸腺嘧啶，如果DNA 修复系统不完善，G：C就可能变成G：T 的错配。这样DNA双链的无意义链上，5mC 转换成T 后， 使有义链上发生G 转换成A，这样自然会导致基因突变。

5-羟甲基胞嘧啶最早于1952 年在噬菌体DNA中被发现, 它能被糖基转移酶介导糖基化修饰, 从而使噬菌体基因组在进入宿主后能抵抗宿主限制酶的降解。1972年Penn等在哺乳动物大鼠、小鼠 以及卵生动物牛蛙脑组织提取的DNA中也发现了羟基化修饰的胞嘧啶, 约占DNA总胞嘧啶的15% 左右，但此后的研究未能重复这一结果。直到2009 年，Tahiliani和Kriaucionis的两个研究团队在同一期Science中分别报道了5hmC 在人、小鼠大脑及胚胎干细胞中有着丰富表达, 羟甲基化的概念才又一次进入人们的视野并得到了重视。目前5hmC是继5mC被称为“第5 个碱基”之后的“第6 个碱基”。

DNA甲基化发生于DNA的CpG island　（CG序列密集区）。发生甲基化后，那段DNA就可以和甲基化DNA结合蛋白相结合。结合后DNA链发生高度的紧密排列，其他转录因子，RNA合成酶都无法再结合了，所以这段DNA的基因就无法得到表达了。一般研究中所涉及的DNA甲基化主要是指发生在CpG二核苷酸中胞嘧啶上第5位碳原子的甲基化过程，其产物称为5—甲基胞嘧啶（5—mC），是植物、动物等真核生物DNA甲基化的主要形式，也是发现的哺乳动物DNA甲基化的唯一形式。扩展资料由于Dnmtl和Dnmt3基因家族没有针对CpG二核苷酸序列的特异性，人们因此提出了DNA甲基化转移酶发现靶位点的机制。首先，甲基化转移酶并不是同等地接近所有染色体区域。具有染色体重构和DNA螺旋酶活性的蛋白质能调节哺乳动物细胞内DNA甲基化，如SNF2家族2个成员ATRX和Lsh；其次，附件因子（蛋白质、RNA等）能召集DNA甲基化转移酶到特定基因组序列或染色体结构中，如pRB蛋白等能够与Dnmtl作用，在S期晚期将它召集到高度甲基化的异染色质区。参考资料来源：百度百科-DNA甲基化

DNA甲基化是表观遗传学的中最为常见的一种修饰，其主要形式包括：5-甲基胞嘧啶 (5-mC)、少量的N6-甲基腺嘌呤 (N6-mA) 以及7-甲基鸟嘌呤(7-mG)。 目前常说的DNA甲基化一般指 CpG岛甲基化 ，即在 DNA甲基化转移酶（DNMTs） 的作用下使CpG二核苷酸5"端的 胞嘧啶 转变为 5"甲基胞嘧啶 。 哺乳动物体细胞的DNA胞嘧啶甲基化主要发生在 CpG岛 CpG岛（CpG islands） :指CpG序列密度相比整个基因组来说是特别高的富集区域，一般位于 启动子附近 ， 5"端非翻译区 或 第一个外显子 ；一般CpG岛序列长度在 500bp 以上， GC含量高于55%以及CpG出现比率大于0.65 ，40%的启动子区域含有CpG岛。 CpG shores 指距CpG岛边缘 2kb 的区域 CpG shelves 是指距CpG岛边缘 4kb 的区域 哺乳动物中的非CpG甲基化主要是发生在胚胎发育阶段和脑组织中 基因组中60%-90%的CpG都被甲基化，未甲基化的CpG形成CpG岛，位于 结构基因启动子的核心序列和转录起始点 一般来说，DNA甲基化主要作用在于调控基因的表达，即 基因启动子区域CpG岛的甲基化水平越高 ， 其对应基因的表达水平就相对越低 ；DNA甲基化受到 甲基化酶 （如DNMT3A）和 去甲基化酶 （TET2）的调控。 除了CpG岛的甲基化水平的变化会导致肿瘤的发生外，CpG shores and shelves的异常甲基化也会导致其基因转录水平的抑制 甲基化芯片的原理是 基于亚硫酸盐处理后的DNA序列杂交的信号探测 ，亚硫酸盐处理是将 非甲基化的胞嘧啶变成尿嘧啶 ，而 甲基化的胞嘧啶则保持不变 ，然后 再将尿嘧啶转化为胸腺嘧啶 ，最后进行 芯片杂交 ； Illumina的450K芯片采用两种assay：Infinium I和Infinium Ⅱ，前者有两种bead（微珠），分别是甲基化M和非甲基化U，后者则是一种bead（不区分甲基化和非甲基化）。 以及下面这张图，注：左边一列是非甲基化的GpC locus，右边是甲基化的GpC locus，上下分别是Infinium I 和Infinium Ⅱ 探针是以甲基化位点为单位的，每个探针对应检测一个甲基化位点。为了能够区分甲基化位点和非甲基化位点，在450K 和 850K中，有两种类型的探针，分别叫做I 型探针和 II 型探针 对于human 来说，目前主流的DNA甲基化芯片有450K 和 850K 两种，都是illumina 公司研发的。这里的450K 和 850K 指的是芯片上探针的数量，对应可以检测的甲基化位点个数。 ————————————————————————————————————— 对于亚硫酸氢盐处理的DNA ，非甲基化的C会变成T , 而甲基化的C不会变。 对于I 型探针而言，有两种序列，专业名词叫做bead type， 其中Unmethylated bead type 用来和非甲基化的C杂交，Methylated bead type 用来和甲基化的C杂交。 对于human而言，主流的DNA甲基化芯片有450K和850K两种，这两个数字代表覆盖到的甲基化位点的个数，是一个约数； 甲基化芯片上混合使用了I 型探针和II 型探针，I 型探针通过两个bead type 分别识别甲基化的C和非甲基化的C，II 型探针通过1个bead type 就可以区分甲基化的C和非甲基化的C。 一、Illumina HumanMethylation450 BeadChip （甲基化450k芯片）简介 450K芯片的芯片图形及其原理可以以下图展示 1、芯片：一张芯片包括12个array（如图显示），也就是一张芯片可以做12个sample，一台机子一次可以跑8张芯片，也就是一共96个sample，每个样本可以测到超过450，000个CpG位点的甲基化信息（大概人所有的1%，但是覆盖了多数CpG岛和启动子区），芯片本身包含一些控制探针可以做质控。 2、原理：简而言之，基于亚硫酸盐处理后的DNA序列杂交的信号探测。亚硫酸盐是甲基化探测的“金标准”，不管是芯片或者甲基化测序，都要先对DNA样品进行亚硫酸盐处理，使非甲基化的C变成U，而甲基化的C保持不变，从而在后续的测序或者杂交后区分出来。450K采用了两种探针对甲基化进行测定，Infinium I采用了两种bead（甲基化M和非甲基化U，如图显示），而II只有一种bead（即甲基化和非甲基化在一起），这也导致了它们在后续荧光探测的不同，450K采用了两种荧光探测信号（红光和绿光）。 二、分析需要考虑的问题 1、背景校正 2、红光和绿光的校正 3、控制芯片的使用（illumina450K本身有一些控制芯片，可以用来做质控，如亚硫酸盐处理效率） 4、探针类型（I型和II型）的校正（不同探针类型产生的数据不同） 最终我们选择BMIQ的方法（基于ebayes的原理将II型探针的甲基化水平拉伸到I型水平）来做矫正。 5、位置的校正（芯片上的不同位置产生的数据可能会有偏差） 6、批次的校正（不同的批次做的数据会有偏差） 7、探针序列本身是否可靠（有些探针本身位于repeat区或者包含snp等就会影响杂交及最后的结果，应该去除，附上一片参考文献，里边有list可以用来去除不好的探针） 平均β=信号B /(信号A +信号B + 100) 通过计算甲基化（信号A）和未甲基化（信号B）等位基因之间的强度比来确定DNA甲基化水平（β值）。 具体地，β值是由甲基化（M对应于信号A）和未甲基化（U对应于信号B）等位基因的强度计算的，荧光信号的比率β= Max（M，0）/ [Max（ M，0）+ Max（U，0）+ 100]。 因此，β值的范围从0（完全未甲基化）到1（完全甲基化） 具体的β值的意义是： 任何等于或大于0.6的β值都被认为是完全甲基化的。 任何等于或小于0.2的β值被认为是完全未甲基化的。 β值在0.2和0.6之间被认为是部分甲基化的。 参考： http://www.biotrainee.com/thread-237-1-1.html http://www.bioinfo-scrounger.com/archives/430

dna甲基化是最早发现的修饰途径之一，真核生物中甲基化仅发生于胞嘧啶，即在dna甲基化转移酶（dnmts）的作用下的cpg二核苷酸5"端的胞嘧啶转变为5"-甲基胞嘧啶。大量研究表明，dna甲基化能引起染色质结构、dna构象、dna稳定性及dna与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。dna甲基化通常抑制基因表达，去甲基化则诱导了基因重新活化和表达。这种dna修饰方式在不改变基因序列的前提下实现对基因表达的调控。脊椎动物dna甲基化状态与生长发育调控及生理状态密切相关，比如在肿瘤发生时，抑癌基因cpg岛以外的cpg序列非甲基化程度增加，cpg岛中的cpg则程高度的甲基化状态，导致抑癌基因表达的下降。原核生物中甲基化多发生在cca/tgg和gatc序列；真核生物中dna甲基化一般发生在cpg位点上；哺乳动物dna甲基化只发生在cpg岛的胞嘧啶，植物甲基化发生在cpg和cpnpg。甲基化会使胞嘧啶转为5-甲基胞嘧啶，cpg位点在基因组是不常见的，主要密集于接近基因启动子的位置，统称为cpg岛。cpg位点的甲基化可以对基因表现有重要的影响。哺乳动物中，cpg序列在基因组中出现的频率仅有1%，远低于的其它双核苷酸序列。但在基因组的某些区域中cpg序列密度很高，可以达均值的5倍以上即所谓的cpg岛。通常，cpg岛大约含有500多个碱基，位于基因的启动子区或第一个外显子区。在哺乳动物基因组中约有4万个cpg岛，而且只有cpg岛的胞嘧啶能够被甲基化。

DNA甲基化是DNA被添加甲基( )修饰影响基因功能或者表达。最常见的甲基化是胞嘧啶产生5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine, 5-mC)。有甲基化过程就有去甲基化过程，整个胞嘧啶甲基化循环如下图所示。在体细胞中 5-mC 几乎只发生在 CpG 位点，但是 CpG 岛(CpG island)区域往往不是甲基化的，因为许多 CpG 岛是靠近启动子区域的，甲基化将导致基因无法表达。 WGBS 技术利用亚硫酸氢钠(Sodium Bisulfite)处理DNA导致未甲基化的C变成U并在后续PCR和测序过程成为T，而甲基化的C不受影响。BS 处理 DNA 容易产生破坏作用，尤其是 CpG 岛含有大量未甲基化的C，因此在此区域容易覆盖度低。建库方法可以分为2种，1种是先进行 DNA 破碎与连接接头，然后亚硫酸盐处理 C->T 转化；另一种先进行 C->T 转化然后再连接接头扩展。后者对 DNA 投入要求更低。WGBS 技术无法区分 5-hmC 与 5-mC 。 下图是 illumina 的建库流程，由于只保留原始 BS 处理后链互补链作为测序模板，因此 read1 序列跟 BS 后链序列相同。 常用的 WGBS 比对软件是 Bismark， Bismark 将参考基因组序列预先进行 C->T 和 G->A 2种转换。比对时每一条 reads 同样进行 C->T 和 G->A 2种转换，这样组合以后每条 reads 相当于进行 4 种不同的比对，这些比对选出最佳比对，就可以确定发生甲基化的链方向和可能甲基化位点。下图所示。 [参考] DNA Methylation | What is Epigenetics? DNA methylation - Wikipedia How does bisulfite sequencing (WGBS/RRBS) work? Grehl, Claudius, et al. "How to design a whole-genome bisulfite sequencing experiment." Epigenomes 2.4 (2018): 21. Krueger, Felix, and Simon R. Andrews. "Bismark: a flexible aligner and methylation caller for Bisulfite-Seq applications." bioinformatics 27.11 (2011): 1571-1572.

DNA也叫脱氧核糖核酸，它的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。脱氧核糖核苷酸由脱氧核糖、磷酸基团和含氮碱基组成。在连接时，上一个核苷酸的磷酸基团和下一个核苷酸的羟基形成磷酸二酯键。在核苷酸链的两端，会分别多出一个磷酸基团或者羟基。磷酸端是 5‘ 端，羟基端是 3" 端。扩展资料DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。原核细胞的遗传物质是一个长DNA分子，但是原核细胞没有真正的细胞核。真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息；策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间；确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。在DNA中,脱氧核糖磷酸分子由磷酸二酯键连接成链,构成多核苷酸纤维的骨架。脱氧核糖是由已掺入核苷酸内的核糖形成的参考资料百度百科-脱氧核糖

在甲基转移酶的催化下，DNA的CG两个核苷酸的胞嘧啶被选择性地添加甲基，形成5－甲基胞嘧啶，这常见于基因的5"-CG-3"序列。大多数脊椎动物基因组DNA都有少量的甲基化胞嘧啶，主要集中在基因5"端的非编码区，并成簇存在。

dna甲基化的意思是：在DNA甲基化转移酶的作用下，在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5"碳位共价键结合一个甲基基团。DNA甲基化反应分为2种类型：一种是2条链均未甲基化的DNA被甲基化，称为从头甲基化（denovo methylation）；另一种是双链DNA的其中一条链已存在甲基化，另一条未甲基化的链被甲基化，这种类型称为保留甲基化（maintenance methylation）。酶分类：DNA甲基化酶分为2类：即维持DNA甲基化转移酶（Dnmtl或维持甲基化酶）和从头甲基化酶。根据序列的同源性和功能，真核生物DNA甲基化转移酶又分为4类：Dnmtl/METl、Dnmt2、CMTs和Dnmt3。DnmtliiMETl类酶参与CG序列甲基化的维持。CMTs类酶仅发现在植物中，主要特征是它的催化区T和Ⅳ包埋染色体的主区，并且特异性地维持CG序列的甲基化。Dnmt:3类酶在小鼠、人类和斑马鱼中得到鉴定。Dnmt3a和Dnmt3b在未分化的胚胎干细胞中高度表达，但在体细胞中表达水平很低。它们的主要作用是从头甲基化，但对维持甲基化也起到一定的作用，并且负责重复序列的甲基化。原理：DNA甲基化(3)DNA甲基化是最早被发现、也是研究最深入的表观遗传调控机制之一。广义上的DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶的催化作用下，以s腺苷甲硫氨酸（Sadenosyl methionine，SAM）作为甲基供体，通过共价键结合的方式获得一个甲基基团的化学修饰过程。这种DNA甲基化修饰可以发生在胞嘧啶的C5位、腺嘌呤的N6位及鸟嘌呤的N7位等位点。一般研究中所涉及的DNA甲基化主要是指发生在CpG二核苷酸中胞嘧啶上第5位碳原子的甲基化过程，其产物称为5甲基胞嘧啶（5mC），是植物、动物等真核生物DNA甲基化的主要形式，也是发现的哺乳动物DNA甲基化的唯一形式。DNA甲基化作为一种相对稳定的修饰状态，在DNA甲基转移酶的作用下，可随DNA的复制过程遗传给新生的子代DNA，是一种重要的表观遗传机制。

甲基化是蛋白质和核酸的一种重要的修饰，调节基因的表达和关闭，与癌症、衰老、老年痴呆等许多疾病密切相关，是表观遗传学的重要研究内容之一。 最常见的甲基化修饰有DNA甲基化和组蛋白甲基化。DNA甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达。DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。研究证实，CpG二核苷酸中胞嘧啶的甲基化导致了人体1/3以上由于碱基转换而引起的遗传病。DNA甲基化主要形成5-甲基胞嘧啶（5-mC）和少量的N6-甲基腺嘌呤（N6-mA）及7-甲基鸟嘌呤（7-mG）。在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出现在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中。DNA甲基化是指生物体在DNA甲基转移酶(DNA methyltransferase，DMT) 的催化下，以s-腺苷甲硫氨酸(SAM)为甲基供体，将甲基转移到特定的碱基上的过程。DNA甲基化可以发生在腺嘌呤的N-6位、鸟嘌呤的N-7位、胞嘧啶的C-5位等。但在哺乳动物中DNA甲基化主要发生在5"-CpG-3"的C上生成5-甲基胞嘧啶(5mC)在哺乳动物中CpG以两种形式存在：一种是分散于DNA序列中；另一种呈现高度聚集状态，人们称之为CpG岛（CpG island）。在正常组织里，70%～90%散在的CpG是被甲基修饰的，而CpG岛则是非甲基化的。正常情况下，人类基因组“垃圾”序列的CpG二核苷酸相对稀少，并且总是处于甲基化状态，与之相反，人类基因组中大小为100-1000bp左右，富含CpG二核苷酸的CpG岛则总是处于未甲基化状态，并且CpG岛常位于转录调控区附近，与56%的人类基因组编码基因相关，因此基因转录区CpG岛的甲基化状态的研究就显得十分重要。人类基因组序列草图分析结果表明，人类基因组CpG岛约为28890个，大部分染色体每1Mb就有5-15个CpG岛，平均值为每Mb含10.5个CpG岛，CpG岛的数目与基因密度有良好的对应关系。DNA甲基化主要是通过DNA甲基转移酶家族来催化完成的。研究人员在真核生物中发现了3类DNA甲基转移酶(Dnmt1、Dnmt2、Dnmt3a、Dnmt3b).Dnmt1一种是维持性甲基化酶;Dnmt2可与DNA上特异位点结合，但具体作用尚不清楚;Dnmt3a和Dnmt3b是重新甲基化酶，它们使去甲基化的CpG位点重新甲基化，即参与DNA的从头甲基化。在哺乳动物的生殖细胞发育时期和植入前胚胎期，其基因组范围内的甲基化模式通过大规模的去甲基化和接下来的再甲基化过程发生重编程，从而产生具有发育潜能的细胞；在细胞分化的过程中，基因的甲基化状态将遗传给后代细胞。由于DNA甲基化与人类发育和肿瘤疾病的密切关系，特别是CpG岛甲基化所致抑癌基因转录失活问题，DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容。组蛋白甲基化是指发生在H3和H4组蛋白N端Arg或Lys残基上的甲基化，由组蛋白甲基转移酶介导催化。组蛋白甲基化的功能主要体现在异染色质形成、基因印记、X染色体失活和转录调控方面。除了存在组蛋白甲基转移酶以外，还发现了去甲基化酶。先前人们认为组蛋白的甲基化作用是稳定而不可逆的，使这种去甲基化酶的发现使组蛋白甲基化过程更具动态性。

一分子磷酸，一分子脱氧核糖（五碳糖），一分子碱基合成一分子脱氧核糖核苷酸，然后很多个脱氧核糖核苷酸合成DNA。1、物理性质：DNA是高分子聚合物，DNA溶液为高分子溶液，具有很高的粘度，可被甲基绿染成绿色。DNA对紫外线（260nm）有吸收作用，利用这一特性，可以对DNA进行含量测定。当核酸变性时，吸光度升高，称为增色效应；当变性核酸重新复性时，吸光度又会恢复到原来的水平。较高温度、有机溶剂、酸碱试剂、尿素、酰胺等都可以引起DNA分子变性，即DNA双链碱基间的氢键断裂，双螺旋结构解开—也称为DNA的解螺旋。2、分子结构：DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查加夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成比例不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。3、分布功能：原核细胞的染色体是一个长DNA分子，但是原核细胞没有真正的细胞核。真核细胞核中有不止一条染色体，每条染色体只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息；策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间；确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。

tRNA富含稀有碱基。碱基： 一类带碱性的有机化合物,是嘌呤和嘧啶的衍生物，DNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶；RNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶。此外，DNA和RNA中都发现有许多稀有碱基，在转移核糖核酸中含量最高。扩展资料：在典型的双螺旋DNA中，每个碱基对都含有一个嘌呤和一个嘧啶：A与T配对通过2个氢键相连，C与G配对或Z配P或S配B是通过3个氢键相连。这些嘌呤-嘧啶间的配对现象被称为碱基互补，连接DNA两条链的碱基通常被比喻成梯子中的横档梯级。嘌呤和嘧啶间配对的部分原因是受到空间的限制，因为这种配对组合使得DNA螺旋成为一个具有恒定宽度的几何形状。 A-T和C-G配对在互补碱基的胺和羰基之间形成双或三氢键。参考资料来源：百度百科-碱基

1、持家基因(house-keeping genes)，又称管家基因，是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因与核糖体蛋白基因等。管家基因是一类始终保持着低水平的甲基化并且一直处于活性转录状态的基因。2、组织特异性基因（tissue-specific genes），或称奢侈基因（luxury genes），是指不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的的形态结构特征与特异的生理功能。扩展资料看家基因是维持细胞生存不可缺少的，奢侈基因和细胞分化有关，是组织特异性表达有关的基因，在特定组织中保持非甲基化或低甲基化状态，而在其他组织中呈甲基化状态。几乎所有的甲基化均发生在二核苷序列5"-CG-3"中的C上。使胞嘧啶变为5"-甲基胞嘧啶。而含有这种甲基化CG的序列，对应于染色体上的兼性异染色质区域。看家基因以组成型方式在所有细胞中表达，而奢侈基因在特定组细胞中得到表达。这些基因的特异表达与否，决定了生命历程中细胞的发育、分化、细胞周期的调控、体内平衡、细胞衰老、甚至于程序化死亡。对不同类型，不同分化时期细胞的基因或基因表达情况的研究，可以获得整个细胞生命过程的信息。细胞在不同自然或人工理化因子作用下代谢过程变化甚至于病变，基因也将选择性表达。参考资料来源：百度百科-持家基因参考资料来源：百度百科-组织特异性基因

嗯，这里首先要说只有嘧啶环上的原子才编号，包括环上的杂原子。在这个结构里，氨基对位的那个氮是一号位，羰基的碳是二号位，其它的就不用详说了。这样就明白了吧，五号位就在与一号位间位的碳上。逆时针还是顺时针要看你的结构具体是怎么画的。

TET（ten-eleven translocation）蛋白是生物体内存在的一种α-酮戊二酸（α-KG）和Fe2+依赖的双加氧酶，在靠近C的一端拥有一个催化结构域，该结构域具 有 3个 金 属 离 子（Fe2+）和1个α-KG的结合位点，催化结构域前还有一 段 富 含 半 胱 氨 酸 区，TET蛋白可以催化5-甲基胞嘧啶（5-mC）转化为5-羟甲基胞嘧啶（5-hmC），是DNA去甲基化过程中的一种重要的酶，对于维持干细胞的多能性有重要作用。TET基因的突变可以引起多种肿瘤尤其是造血系统肿瘤。

DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧。脱氧核糖核酸（缩写：DNA），是生物细胞内含有的四种生物大分子之一核酸的一种。DNA携带有合成RNA和蛋白质所必需的遗传信息，是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。DNA由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物。脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成。其中碱基有4种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid，DNA），又称去氧核糖核酸，是染色体的主要成分，是基因的物质基础。DNA的结构：DNA最重要的特征是碱基序列，由四种脱氧核糖核苷酸排列成长链，两条长链互绕而成稳定结构，进而再有其他卷曲和结构。因此，人类按层次把DNA的结构划分为一级结构、二级结构、三级结构、四级结构。物理性质：DNA是高分子聚合物，DNA溶液为高分子溶液，具有很高的粘度，可被甲基绿染成绿色。DNA对紫外线（260nm）有吸收作用，利用这一特性，可以对DNA进行含量测定。当核酸变性时，吸光度升高，称为增色效应；当变性核酸重新复性时，吸光度又会恢复到原来的水平。DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。

C:指的是胞嘧啶。简写为C。胞嘧啶，学名为4-氨基－2-羰基嘧啶，是一种有机物，分子式为C4H5N3O。是核酸（DNA和RNA)中的主要碱基组成成分之一。胞嘧啶可由二巯基脲嘧啶、浓氨水和氯乙酸为原料合成制得。是核酸中嘧啶型碱基之一。存在于DNA和RNA中。在植物DNA中，除胞嘧啶外，还有少量的5-甲基胞嘧啶。在DNA的双股螺旋中，一股链上的胞嘧啶与另一股链上的鸟嘌呤配对，分子间形成三个氢键。这种碱基互补对之间的氢键是DNA双螺旋结构稳定性的重要作用力之一。生物体中常见的碱基有5种：分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U），2019年又人工合成了4种碱基，美国科学家StevenA. Benner将这4个新成员分别命名为“Z”“P”“S”“B”（顾名思义，前5种碱基中，腺嘌呤和鸟嘌呤属于嘌呤族（缩写作R），它们具有双环结构。胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶属于嘧啶族（Y），它们的环系是一个六元杂环。它们也被称为主要或标准碱基。它们是组成遗传密码的基本单元，其中碱基A、G、C和T存在于DNA中，而A、G、C和U存在于RNA中。值得注意的是，胸腺嘧啶比尿嘧啶多一个5位甲基，这个甲基增大了遗传的准确性。碱基通过共价键与核糖或脱氧核糖的1位碳原子相连而形成的化合物叫核苷。核苷再与磷酸结合就形成核苷酸，磷酸基接在五碳糖的第5位碳原子上。上述内容参考—百度百科-胞嘧啶

u2003u2003在生命科学的发展中，模式动物有着巨大的贡献，说起萌萌哒的模式动物，你的第一反应是什么？是传说中的实验小白鼠吗？ u2003u20031： Agouti 基因是一些哺乳动物的毛色基因的控制基因，控制的毛色为“鼠灰色”。正常情况下，啮齿类动物的 Agouti 基因表达在皮肤的毛囊中，因此， Agouti 基因的表达直接影响了皮毛的颜色。此外， Agouti 基因表达产物和许多代谢相关的重要受体相互作用， Agouti 的基因表达情况与能量代谢，肥胖，二型糖尿病，肿瘤的发生等相关。 u2003u20032： Agouti 基因有很多显性、隐形等位基因。比如说，隐性等位基因a（nonagouti）,是 Agouti 基因突变而来，不具有表达Agouti信号蛋白的能力，如果说是a/a型的小鼠，皮毛是纯黑色的。A y （lethal yellow）是一个致死的突变基因。杂合的小鼠皮毛是黄色的，而且体型非常的“肥大”!! A y （viable yellow）含有自带启动子的反转座子（可以理解为“跳跳基因”，非常的不安分，会在基因上跳来跳去）IAP（intracisternal A particle retrotransponson）的插入，导致了小鼠的Agouti基因过表达。从而引起小鼠的皮毛呈现黄色，并且会使小鼠出现肥胖等症状。（图三简直就是“黄金鼠饼”呀！） u2003u20033： 并不是基因相同表型就会相同。 有时候基因完全一样，表型不一定会完全一样，这都要从表观遗传上找找原因。表观遗传的改变包括了DNA甲基化，组蛋白修饰，非编码RNA等。我们都知道DNA是由4个碱基---A,T,C,G构成的。DNA甲基化（接下来会了解到的）是指C（胞嘧啶）上多了一个化学修饰而已，这个化学修饰就是胞嘧啶上多挂了一个甲基（DNA甲基化可以发生在腺嘌呤的N-6位、鸟嘌呤的N-7位、胞嘧啶的C-5位等。但在哺乳动物中DNA甲基化主要发生在5"-CpG-3"的C上生成5-甲基胞嘧啶(5mC)，此处感谢大神的指正@ theViru ）。 DNA发生甲基化修饰之后，可能导致基因的高表达或者是低表达。 u2003u2003回到之前提出的猜想问题，除了 Agouti 基因以外， 是不是个体的基因背景差异也会导致这种肥胖基因的出现呢 ？ 为了解决这个问题，科学家们采取了“非常”手段， 让含有该突变的小鼠和同类系的小鼠近200代的近亲繁殖和强制性的杂合交配 ，得到的后代小鼠基本上没有任何遗传差异。 u2003u2003Waterland博士和Dolinoy博士他们几乎没有遗传和表观的差异的A y /a怀孕小鼠，分成2组，一组的饲料添加了VC,胆碱，叶酸，甜菜碱等可以促进DNA甲基化的食物，另一组则是正常的饮食，结果发现，喂有甲基化的饲料的组，小鼠出生后的皮毛表型颜色各异。进过研究发现，IAP的启动子区域甲基化程度升高，导致了Agouti的基因沉默表达，小鼠的皮毛出现了偏棕色，IAP的启动子甲基化的程度不同，小鼠的颜色也不同，但是它们的基因型都是一样的。 这一结果显示，在母亲怀孕期间，通过饮食对表观遗传的修饰可以影响后代的表型 。 u2003u2003人的 Agouti 基因也已经被找到了。主要表达在脂肪，睾丸，卵巢等地方。我们都知道孕妇在怀孕之初会不充叶酸等营养物质。而人类也有 Agouti 基因，为什么人类的毛色没有什么差异呢？ Agouti 基因不在人的毛囊中表达， 且与毛发着色没有什么关系。 u2003u2003此外，在日常生活中，“奇趣”生物现象，比如说：生着生着没墨的小猫，还有着“十只橘猫九只胖，还有一只压倒炕”的橘喵。难到自带“土豪色”的小动物，都受这种神奇基因的影响嘛？（虽然之前介绍过Agouti基因表达有影响代谢的能力） u2003u2003但是，但是，但是！还未有科学依据显现这些有意思的生物表型和表观有关系，这些现象会让人不禁好奇的问：这些和 Agouti 基因相关嘛？和表观遗传学相关嘛？ u2003u2003这些奇趣的生物学现象具体的机制，会随着今后的研究得到解释，此外还有很多未知的有意思的现象在等待探索和发现。 1;Dolinoy D C, Weidman J R, Waterland R A, et al. Maternal genistein alters coat color and protects Avy mouse offspring from obesity by modifying the fetal epigenome.[J]. Environmental Health Perspectives, 2006, 114(4):567-572. 2:Rosenfeld C S, Sieli P T, Warzak D A, et al. Maternal exposure to bisphenol A and genistein has minimal effect on A(vy)/a offspring coat color but favors birth of agouti over nonagouti mice[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2013, 110(2):537-542. 3:杨云青, 高丹玫, 郭宗圣. Agouti和Agouti相关蛋白的一些生物学内涵[J]. 动物学杂志, 2008, 43(5):144-152.

所以首先需要搞清楚什么是表观修饰，表观遗传学，以及为什么关注DNA甲基化这其中一种表观修饰！ 表观遗传修饰是指对基因组功能的相关修饰，通过一系列生物学修饰改变基因的活性而不是DNA的核苷酸序列影响基因的表达。对基因组功能的相关修饰主要包括对**DNA、RNA、以及组蛋白等的修饰，这些修饰改变了染色质的局部电化学特性和构象，从而调节基因的转录活性。 其中对 组蛋白修饰 主要是究方法通常是chip-seq技术，我们已经在生信技能树发布了系统性的chip-seq教程，这里就不再赘述。组蛋白是染色质的重要组成部分，主要分为H2A、H2B、H3、H4，与DNA缠绕可形成核小体。 组蛋白修饰 是在组蛋白N末端的氨基酸残基上发生的共价修饰，主要包括甲基化、乙酰化、泛素化、磷酸化、羰基化、糖基化等。 DNA甲基化 是表观遗传学领域一个重要的研究方向，真核生物中最常见的DNA修饰非 5-甲基胞嘧啶（5mC） 莫属了，然而在原核生物中最常见的DNA修饰方式则为 N6-methyladenine (6mA) ，即腺嘌呤第6位氮原子甲基化修饰。 人类是真核生物 ，所以当然是5mC的DNA甲基化形式的检测咯。人的参考基因组约30亿碱基，上面不到1%是 CpG位点，可以被甲基化，也就是说不到3千万个 CpG 位点。这些 CpG 位点中，大约 60~80% 被甲基化。主要是而启动子等特殊区域存在 未被甲基化的CpG 岛，那些区域的CpG 位点比较富集。目前研究表明，肿瘤细胞的甲基化水平平均是低于正常细胞的。 亚硫酸盐是甲基化探测的“金标准”，不管是芯片或者甲基化测序，都要先对DNA样品进行亚硫酸盐处理，使非甲基化的C变成U，而甲基化的C保持不变，从而在后续的测序或者杂交后区分出来。 关于DNA甲基化检测手段介绍，我觉得 Make Decision: DNA甲基化检测方法，哪一款适合你？ 写的就足够好了。同样的，早期研究以芯片为主，从成本的角度来看，也是芯片为主，但是测序数据更丰富。 可选的甲基化芯片产品就少很多，绝大部分是illumina公司产品的，从27K到450K到850K甲基化芯片。比较好的介绍是：Illumina 琪先生 2018-07-17的 一文了解 MethylationEPIC 850K 甲基化芯片 Infinium MethylationEPIC BeadChip芯片包含了原先的Infinium Methylation450 BeadChip芯片90%以上的内容，这种选择可提供一种广泛、全面的甲基化组图谱。而且还靶定了ENCODE计划中确定为潜在增强子的区域，还有FANTOM5计划在各种组织类型中确定出的增强子。详细如下： Infinium MethylationEPIC BeadChip芯片的数据分析是由GenomeStudio Methylation Module模块所支持，让研究人员能够对小规模研究开展差异甲基化分析。GenomeStudio软件2011.1版特有高级可视化工具，让研究人员能够在单幅图中查看大量的数据，如热图、散点图和线图 甲基化检测方法多达上百种，哪怕是基于NGS的测序技术，也有BS-Seq、MeDIP-Seq、RRBS-Seq、WGBS、MBD-Seq、SMRT 等，我发现 何聪聪 诺禾科服 2016-09-10 介绍的比较齐全，摘抄送给大家，原文在： DNA甲基化研究方法速递 我们我们介绍甲基化测序数据的一般分析流程的时候，主要是针对WGBS技术的数据。 BS-Seq（亚硫酸氢盐测序）有两个缺点： 针对这两个缺陷，科研界一直在尝试研发改进方法。 复旦大学于文强教授团队开发出了一种新的全基因组检测的方法 GPS。该方法利用 T4DNA 聚合酶的 3′-5′外切酶活性和 5′-3′聚合酶活性，使得双端测序的一端是基因组原序列，另一端是转化后的表观序列。该方法极大提高了比对效率和准确性。 当然了，也是可以用低通量手段，专注 特异性位点甲基化检测 ，有： 比如发表在BMC Med. 2009 Oct 的文章Genomic and epigenetic evidence for oxytocin receptor deficiency in autism.里面Gregory等研究者通过 亚硫酸氢盐测序 的方法对119例ASD患者和119名健康人进行了DNA甲基化分析，分析了与调节OXTR表达相关的CPG在外周血和颞叶皮质的甲基化水平，发现ASD患者的CPG甲基化水平在外周血和颞叶皮质均较健康人明显升高。这个研究里面的bisulfite sequencing (BSS)就是低通量，仅仅是关注感兴趣的基因而已： 生物学意义，通常是建议大家看教科书吧，DNA甲基化是最早被发现的表观遗传修饰途径之一，参与许多重要的细胞过程，如基因组印记、X染色体灭活、转录抑制、胚胎发育等，与精神分裂症、Rett综合征、肿瘤等多种疾病的发生和发展密切相关。 尤其是我感兴趣的肿瘤中普遍存在DNA甲基化状态的改变，其特点是总体甲基化水平的降低与局部甲基化水平的升高。在肿瘤细胞中，癌基因处于低甲基化状态而被激活，抑癌基因处于高甲基化状态而被抑制。 比如： DNA甲基化与肿瘤风险预测 再比如： DNA甲基化推进脑肿瘤的精准分型 随便 微信公众号搜索 了一下，发现大豆，柑橘，小麦，花菜都有报道，如下： 还有番茄，玉米的研究，大家自行检索深入学习哦。 当然，更值得一读的是2018年5月， Nature Reviews Molecular Cell Biology 发表的中国科学院上海植物逆境生物学研究中心 朱健康 研究员、 张惠明 研究员与 郎曌博 研究员共同完成的题为“Dynamics and function of DNA methylation in plants”的综述文章。 系统的讨论了植物中DNA甲基化过程。 人体内，DNA甲基转移酶主要有四种：DNMT1、DNMT3A、DNMT3B和DNMT3L。 因为药物研发也不是我的领域，这里略~~~ 随着高通量生物技术（芯片、测序技术）的不断更新发展，高通量的DNA甲基化数据不断涌现，一些大型国际合作的生物大数据计划产生了Pb（petabyte）数量级的甲基化谱。由多个国家和地区的研究机构组成的“国际人类表观基因组同盟”（International Human Epigenome Consortium，简称IHEC）为了研究与人类健康和包括癌症在内的复杂疾病相关的细胞状态产出了超过1000个表观基因组的数据 摘自： https://mp.weixin.qq.com/s/-E50Jvzo8aNqVgvEB0nVGA

DNA甲基化与基因表达调控在真核生物基因组中，基因仅仅占一小部分，例如在人类基因组中基因的编码序列还不到2％，那么在大量非编码DNA存在的情况下，实现精确控制基因的表达，降低周围的转录噪音对生物体至关重要。DNA甲基化作为一种可遗传的修饰方式为非编码DNA(内含子、重复元件以及潜在的具有活性的转座子)的长期沉默提供了一种有效的抑制机制。DNA复制后胞嘧啶的甲基化会改变DNA的构象，使DNA的大沟无法与DNA结合蛋白正常结合，从而使这些非编码区长期保持无表达活性的状态。而有转录活性的基因可利用非甲基化的启动子来进行转录表达，即使在相邻的非转录区是高度甲基化的，其启动子仍然可以起始转录并被调控。

u2003u2003DNA甲基化作为一种可遗传的表观遗传修饰，在生物个体的生长发育与繁殖过程中，维持遗传物质的稳定性是至关重要的。在真核生物基因组中，编码基因仅仅占一小部分，例如在人类基因组中编码基因还不到2％，那么在大量非编码DNA存在的情况下，实现精确控制基因的表达，降低周围的转录噪音对生物体至关重要，而DNA甲基化则为非编码DNA的长期沉默提供了一种有效的抑制机制。近年来的大量研究表明，DNA异常甲基化与肿瘤的发生、发展、细胞癌变有着密切的联系。DNA甲基化在肿瘤中的作用主要表现在以下几个方面：一是甲基化的CpG岛二核苷酸中的胞嘧啶以较高的频率脱氨基变成胸腺嘧啶，造成基因突变；二是抑癌基因和DNA修复基因由于超甲基化而沉默；三是癌基因甲基化水平降低而活化；四是基因组总体甲基化水平降低使转座子、重复序列活化导致染色体稳定性下降。这些因素是导致肿瘤发展、转移、恶化最终导致患者死亡的重要原因。DNA总体甲基化水平和特定基因甲基化程度改变可作为肿瘤诊断指标。正是由于DNA甲基化在维持正常细胞的功能、基因组结构稳定、遗传印记、胚胎发育、及肿瘤和疾病的发生、发展等方面发挥重要作的作用，所以在科研中受到越来越多的重视。 u2003u2003在基因组所有甲基化的碱基中占比最多的是5-甲基胞嘧啶（5mC），在哺乳动物中占比为98%左右，由DNA甲基转移酶家族（Dnmts）催化甲基从S-腺嘌呤甲硫氨酸（SAM）转移至胞嘧啶残基的第五个碳而形成。与此同时，5mC可以在氧化蛋白TET的作用下转化为5-羟甲基胞嘧啶（5-hmC），进一步在TET的氧化下转化为5-甲酰基胞嘧啶（5-fC），最终在TET的氧化下转化为5-羧基胞嘧啶（5-caC）。在基因组中含有很多CpG结构，60%～ 90% 的CpG 都被甲基化，未甲基化的CpG 成簇地组成CpG 岛，位于结构基因启动子的核心序列和转录起始点。关于甲基化的维持只要受DNMT1和UHRF1两个蛋白控制，用于在DNA复制时让新生成的链维持原有的甲基化模式。目前，在植物中，主要存在两种去甲基化方式，一是被动去甲基化，即DNA复制时新生成的链丢失甲基化；二是主动去甲基化，在DNA糖基化酶（DME）和ROS1的作用下，通过碱基错配修复途径（BER）去除甲基化。在哺乳动物中，被动去甲基化与植物相同，而DNA修复酶-胸腺嘧啶DNA糖基化酶（TDG）在DNA主动去甲基化上扮演了重要角色，关于主动去甲基化的过程还需进一步的研究。 u2003u2003目前，关于DNA甲基化的测序方法分为两大类，一类是以蛋白质特异性结合为基础的富集方法，该类方法类似ChIP-seq，可以将甲基化区域富集下来，然后测序分析甲基化情况，该类方法有一个很明显的缺点就是不是单碱基分辨率水平，因为富集到只是区间没法确定具体是哪一个位置发生了甲基化。如果只是想知道某些区域是否发生甲基化，得到一个定性的结论，那么用该类方法就很方便；二是以C碱基转化为T碱基为基础的测序方法，随着技术的发展，该类方法又可以分为两种技术，一种是将未甲基化的C碱基转化为T，另一种是将甲基化的C碱基转化为T。目前市场上还是以未甲基化的C碱基做转化的方法为主流，这其中以重亚硫酸盐处理的方法被大家认为是甲基化测序的“金标准”。该类方法有一个很明显的特点就是甲基化的分辨率可以达到单碱基的水平，再结合NGS的高通量特点，让科研人员很容易就能得到全基因组上的甲基化图谱。虽然优势很明显，但其也存在一些缺陷，体现在以下几个方面：1、对DNA的破坏，亚硫酸盐处理的反应条件比较剧烈，高温高酸的条件下会使很多DNA序列发生降解，使得DNA序列的多样性下降。为了达到很好的建库效果就需要高质量高有浓度的DNA样本；2、亚硫酸盐处理方法依赖未碱基化的C碱基转化为T碱基，而基因组范围内95%左右都是为甲基化的C，转化后导致文库碱基严重失衡，对测序结果造成影响，故这类文库上机测序时需要参入一定比例的Phix文库。同时，如果C->T的转化效率低，由于其基数很大也会造成很高的假阳性。随着技术的发展，一些将甲基化的C转碱基化为T的方法崭露头角脚，这些技术的天然优势就是甲基化的C碱基本身占比就很少，而且反应条件比较温和，基本不会引起DNA降解保持很好的序列多样性和复杂度，通过测定C->T转化有一种“所见即所得的感觉”，可以降低假阳性的产生。Bisulfite-free技术也在发展。虽然这些技术还不很成熟，但其优势却很明显，未来技术成有所突破一定会让其成为主流。 u2003u2003通过对DNA甲基化方面的知识做一个梳理，自己从中有所收获。个人觉得了解一个方面的知识，最好的方法可能是找一些好的综述来阅读。关于DNA甲基化，下面给出了一篇不错的综述，虽然文章发表于2014年，距离现在已经过去有些年限，但对于不了解的人来说里面的内容还是属于比较经典的，值得一看。今天就分享到这了~~~

有机化学的甲基化是指一个烷基化的过程传送一个CH3基团。这个过程一般都会使用亲电子的甲基源，如碘代甲烷、硫酸二甲酯、碳酸二甲酯，或是较少有但更强力的甲基化试剂，如三氟甲基磺酸甲酯或氟代磺酸甲酯。这些试剂都会经SN2亲核取代反应进行甲基化。例如一个烷氧盐（RO-）可以在氧气中被甲基化产生醚（ROCH3）。或是一个烯醇酮在碳中被甲基化产生一个新的酮。或者，甲基化可以涉及使用亲核的甲基化合物，如甲基锂（CH3Li）或格林尼亚试剂（CH3MgX）。例如，CH3Li可以在丙酮加上一个羰基（C=O），使之甲基化，并产生叔丁酯的锂烷氧中国在这方面的研究还刚刚开始。关于汞的生物甲基化和微生物抗汞机理虽比其他金属转化机理清楚，但有不同的见解和学说。微生物法除汞的研究，目前仅限于配水和小型试验。关于汞转化的遗传学控制研究在理论和实践上都具有重要意义。

MeRIP-seq是针对于RNA甲基化的测序技术，是一项结合了DNA甲基化测序，染色质免疫共沉淀和RNA测序而产生的技术，现在针对于MeRIP-seq分析的软件有MeRIP-PF之类的。甲基化包括DNA甲基化或蛋白质甲基化（1）DNA甲基化。脊椎动物的DNA甲基化一般发生在CpG位点（胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤位点，即DNA序列中胞嘧啶后紧连鸟嘌呤的位点）。经DNA甲基转移酶催化胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶。人类基因中约80%-90%的CpG位点已被甲基化，但是在某些特定区域，如富含胞嘧啶和鸟嘌呤的CpG岛则未被甲基化。这与包含所有广泛表达基因在内的56%的哺乳动物基因中的启动子有关。1%-2%的人类基因组是CpG群，并且CpG甲基化与转录活性成反比。（2）蛋白质甲基化。蛋白质甲基化一般指精氨酸或赖氨酸在蛋白质序列中的甲基化。精氨酸可以被甲基化一次（称为一甲基精氨酸）或两次（精氨酸甲基转移酶（PRMTs）将两个甲基同时转移到精氨酸多肽末端的同一个氮原子上成为非对称性甲基精氨酸，或者在每个氮端各加一个甲基成为对称性二甲基精氨酸）赖氨酸经赖氨酸转移酶的催化可以甲基化一次、两次或三次。在组蛋白中，蛋白质甲基化是被研究最多的一类。在组蛋白转移酶的催化下，S-腺苷甲硫氨酸的甲基转移到组蛋白。某些组蛋白残基通过甲基化可以抑制或激活基因表达，从而形成为表观遗传。蛋白质甲基化是翻译后修饰的一种形式。

DNA的变性和碱基甲基化修饰是两个不同的过程，因此它们对DNA分子的影响是不同的。DNA的变性是指DNA分子的双链结构被破坏，使其变为单链，这种变性可以被高温、酸碱度改变、有机溶剂等因素诱导。DNA变性过程中，DNA分子的碱基序列并没有改变，但DNA的物理性质和结构发生了变化。而DNA的碱基甲基化修饰是指DNA分子中的某些碱基被甲基基团修饰，这种修饰通常发生在胞嘧啶（C）基上形成5-甲基胞嘧啶（5-mC）或在腺嘌呤（A）基上形成N6-甲基腺嘌呤（N6-mA）。DNA碱基甲基化修饰是一种常见的表观遗传修饰，对基因表达、细胞分化和发育等过程都有重要的调控作用。碱基甲基化修饰是一种化学修饰，不会导致DNA分子的结构发生变化。因此，在DNA的变性过程中，DNA分子中的碱基序列不会发生改变，而在碱基甲基化修饰过程中，DNA分子中的碱基序列会发生改变。

在甲基转移酶的催化下，DNA的CG两个核苷酸的胞嘧啶被选择性地添加甲基，形成5－甲基胞嘧啶，这常见于基因的5"-CG-3"序列。大多数脊椎动物基因组DNA都有少量的甲基化胞嘧啶，主要集中在基因5"端的非编码区，并成簇存在。甲基化位点可随DNA的复制而遗传，因为DNA复制后，甲基化酶可将新合成的未甲基化的位点进行甲基化。DNA的甲基化可引起基因的失活。 　　DNA甲基化主要形成5－甲基胞嘧啶（5-mC）和少量的N6-甲基嘌呤（N6-mA）及7－甲基鸟嘌呤（7-mG）DNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。

DNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，存在于所有高等生物中。DNA甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达。DNA甲基化的主要形式:5-甲基胞嘧啶、N6-甲基腺嘌呤、7-甲基鸟嘌呤。真核生物细胞内存在两种甲基化酶活性:日常型甲基转移酶:对半甲基化的DNA有较高的亲和力，特异性强从头合成型甲基转移酶:不需要母链指导，但速度很慢DNA甲基化抑制基因转录的机理:DNA甲基化导致某些区域DNA构象变化，从而影响了蛋白质与DNA的相互作用，抑制了转录因子与启动区DNA的结合效率。

Septin9基因甲基化检测技术，是由德国EIP公司（Epigenomics）研发的一项基于基因靶点是否出现甲基化表达变化的肿瘤超早期液体活检技术，该技术在与欧洲多家权威医疗机构进行临床试验后，获得了欧盟CE认证，在欧洲被广泛运用到肿瘤的超早期筛查和临床诊断中。之后德国EIP公司将技术授权给美国博尔诚公司（BioChain Institute Inc.）共同开发针对结直肠癌、胃癌、肝癌、食管癌、肺癌等癌症种类的检测试剂，并且与美国德州大学MD安德森癌症中心（UT MDAndersonCancerCenter）共同进行临床试验，在美获得了美国药监局FDA认证，该项技术于2016年被列入了美国疾病预防工作委员会（USPSTF）的筛查项目指南中，作为美国40岁以上人群的常规癌症超早期筛查项目之一。2014年美国博尔诚进入中国后，在北京成立博尔诚医学检验公司，与国内几十家顶级医院进行临床合作试验，试验人群超过100万例，并于2015年8月获得国家食药监局CFDA认证，目前该项目已进入到国内多家顶级三甲医院中（北京301医院、四川省人民医院、西安西京医院、中日友好医院、中南大学湘雅医院等），被运用于癌症超早期以及早期的筛查，具有重要的临床诊断学意义。同时也是目前国内最先进的癌症早期筛查技术之一，只需10-13毫升血液就可以查出体内的肿瘤各阶段变化，对于肿瘤的早筛、早诊断、早治疗有重大的帮助和意义。

DNA甲基化（DNA methylation）是最早发现的修饰途径之一，大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。在甲基转移酶的催化下，DNA的CG两个核苷酸的胞嘧啶被选择性地添加甲基，形成5－甲基胞嘧啶，这常见于基因的5"-CG-3"序列。大多数脊椎动物基因组DNA都有少量的甲基化胞嘧啶，主要集中在基因5"端的非编码区，并成簇存在。甲基化位点可随DNA的复制而遗传，因为DNA复制后，甲基化酶可将新合成的未甲基化的位点进行甲基化。DNA的甲基化可引起基因的失活，DNA甲基化导致某些区域DNA构象变化，从而影响了蛋白质与DNA的相互作用，甲基化达到一定程度时会发生从常规的B-DNA向Z-DNA的过渡，由于Z-DNA结构收缩，螺旋加深，使许多蛋白质因子赖以结合的原件缩入大沟而不利于转录的起始，导致基因失活。另外，序列特异性甲基化结合蛋白（MBD/MeCP）可与启动子区的甲基化CpG岛结合，阻止转录因子与启动子作用，从而阻抑基因转录过程。DNA甲基化主要形成5－甲基胞嘧啶（5-mC）和少量的N6-甲基腺嘌呤（N6-mA）及7－甲基鸟嘌呤（7-mG）资料来源：百度百科

一个体的一个组织的一个基因为什么有不同的甲基化模式甲基化是蛋白质和核酸的一种重要的修饰，调节基因的表达和关闭，与癌症、衰老、老年痴呆等许多疾病密切相关，是表观遗传学的重要研究内容之一。最常见的甲基化修饰有DNA甲基化和组蛋白甲基化。DNA甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达。DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。研究证实，CpG二核苷酸中胞嘧啶的甲基化导致了人体1/3以上由于碱基转换而引起的遗传病。DNA甲基化主要形成5-甲基胞嘧啶（5-mC）和少量的N6-甲基腺嘌呤（N6-mA）及7-甲基鸟嘌呤（7-mG）。在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出现在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中。

拉姆达噬菌体中的稀有碱基是5-羟甲基胞嘧啶5-羟甲基胞嘧啶5-hydroxymethylcytosine的分子式是C5H7N3O2，是5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine, 5mC)的羟基化形式，5-羟甲基胞嘧啶是TET家族的酶通过氧化5-甲基胞嘧啶（5-mC）产生的，被称为“第六种碱基”。可以调控基因表达的关闭，是一种重要的表观遗传修饰，可能与去甲基化过程有关，5-羟甲基胞嘧啶的具体作用机制还不明确。发现历史5-羟甲基胞嘧啶最早于1952年在噬菌体DNA中被发现，它能被糖基转移酶介导糖基化修饰，从而使噬菌体基因组在进入宿主后能抵抗宿主限制酶的降解。1972年Penn等在哺乳动物大鼠、小鼠以及卵生动物牛蛙脑组织提取的DNA中也发现了羟基化修饰的胞嘧啶，约占DNA总胞嘧啶的15%左右，但此后的研究未能重复这一结果。直到2009年，Tahiliani和Kriaucionis的两个研究团队在同一期Science中分别报道了5hmC在人、小鼠大脑及胚胎干细胞中有着丰富表达，羟甲基化的概念才又一次进入人们的视野并得到了重视。5hmC是继5mC被称为“第5个碱基”之后的“第6个碱基”。

DNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，真核生物中甲基化仅发生于胞嘧啶，即在DNA甲基化转移酶（DNMTs）的作用下的CpG二核苷酸5"端的胞嘧啶转变为5"-甲基胞嘧啶。大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。DNA甲基化通常抑制基因表达，去甲基化则诱导了基因重新活化和表达。这种DNA修饰方式在不改变基因序列的前提下实现对基因表达的调控。脊椎动物DNA甲基化状态与生长发育调控及生理状态密切相关，比如在肿瘤发生时，抑癌基因CpG岛以外的CpG序列非甲基化程度增加，CpG岛中的CpG则程高度的甲基化状态，导致抑癌基因表达的下降。原核生物中甲基化多发生在CCA/TGG和GATC序列；真核生物中DNA甲基化一般发生在CpG位点上；哺乳动物DNA甲基化只发生在CpG岛的胞嘧啶，植物甲基化发生在CpG和CpNpG。甲基化会使胞嘧啶转为5-甲基胞嘧啶，CpG位点在基因组是不常见的，主要密集于接近基因启动子的位置，统称为CpG岛。CpG位点的甲基化可以对基因表现有重要的影响。哺乳动物中，CpG序列在基因组中出现的频率仅有1%，远低于的其它双核苷酸序列。但在基因组的某些区域中CpG序列密度很高，可以达均值的5倍以上即所谓的CpG岛。通常，CpG岛大约含有500多个碱基，位于基因的启动子区或第一个外显子区。 在哺乳动物基因组中约有4万个CpG岛，而且只有CpG岛的胞嘧啶能够被甲基化。

简单的讲，基因突变热点就是突变几率较高的碱基序列。DNA分子上的甲基化是一种表观遗传变异， 甲基最常见的是加在胞嘧啶上，从而形成5-甲基胞嘧啶； 而5-甲基胞嘧啶又最常出现在脊椎动物基因的转录起始点附近高度密集的CpG序列中，现研究这个序列的作用可能有：1.可作为分离基因的一个标志（因为它处于基因附近）；2. 这种由5-甲基胞嘧啶形成的CpG与基因转录活性有关。为什么会是突变热点？ 是因为5-甲基胞嘧啶突变率很高，它经脱氨基作用就转变成胸腺嘧啶，如果DNA 修复系统不完善，G：C就可能变成G：T 的错配。这样DNA双链的无意义链上，5mC 转换成T 后， 使有义链上发生G 转换成A， 这样自然会导致基因突变。

DNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，真核生物中甲基化仅发生于胞嘧啶，即在DNA甲基化转移酶（DNMTs）的作用下的CpG二核苷酸5"端的胞嘧啶转变为5"-甲基胞嘧啶。大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。DNA甲基化通常抑制基因表达，去甲基化则诱导了基因重新活化和表达。这种DNA修饰方式在不改变基因序列的前提下实现对基因表达的调控。脊椎动物DNA甲基化状态与生长发育调控及生理状态密切相关，比如在肿瘤发生时，抑癌基因CpG岛以外的CpG序列非甲基化程度增加，CpG岛中的CpG则程高度的甲基化状态，导致抑癌基因表达的下降。原核生物中甲基化多发生在CCA/TGG和GATC序列；真核生物中DNA甲基化一般发生在CpG位点上；哺乳动物DNA甲基化只发生在CpG岛的胞嘧啶，植物甲基化发生在CpG和CpNpG。甲基化会使胞嘧啶转为5-甲基胞嘧啶，CpG位点在基因组是不常见的，主要密集于接近基因启动子的位置，统称为CpG岛。CpG位点的甲基化可以对基因表现有重要的影响。哺乳动物中，CpG序列在基因组中出现的频率仅有1%，远低于的其它双核苷酸序列。但在基因组的某些区域中CpG序列密度很高，可以达均值的5倍以上即所谓的CpG岛。通常，CpG岛大约含有500多个碱基，位于基因的启动子区或第一个外显子区。 在哺乳动物基因组中约有4万个CpG岛，而且只有CpG岛的胞嘧啶能够被甲基化。

　　promoter高甲基化可能导致基因高表达　　DNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，真核生物中甲基化仅发生于胞嘧啶，即在DNA甲基化转移酶（DNMTs）的作用下的CpG二核苷酸5"端的胞嘧啶转变为5"-甲基胞嘧啶。大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。DNA甲基化通常抑制基因表达，去甲基化则诱导了基因重新活化和表达。这种DNA修饰方式在不改变基因序列的前提下实现对基因表达的调控。脊椎动物DNA甲基化状态与生长发育调控及生理状态密切相关，比如在肿瘤发生时，抑癌基因CpG岛以外的CpG序列非甲基化程度增加，CpG岛中的CpG则程高度的甲基化状态，导致抑癌基因表达的下降。　　原核生物中甲基化多发生在CCA/TGG和GATC序列；真核生物中DNA甲基化一般发生在CpG位点上；哺乳动物DNA甲基化只发生在CpG岛的胞嘧啶，植物甲基化发生在CpG和CpNpG。甲基化会使胞嘧啶转为5-甲基胞嘧啶，CpG位点在基因组是不常见的，主要密集于接近基因启动子的位置，统称为CpG岛。CpG位点的甲基化可以对基因表现有重要的影响。　　哺乳动物中，CpG序列在基因组中出现的频率仅有1%，远低于的其它双核苷酸序列。但在基因组的某些区域中CpG序列密度很高，可以达均值的5倍以上即所谓的CpG岛。通常，CpG岛大约含有500多个碱基，位于基因的启动子区或第一个外显子区。 在哺乳动物基因组中约有4万个CpG岛，而且只有CpG岛的胞嘧啶能够被甲基化。

DNA是双螺旋结构，RNA是单螺旋结构的。 具体解释如下： RNA指 ribonucleic acid 核糖核酸 核糖核苷酸聚合而成的没有分支的长链。分子量比DNA小，但在大多数细胞中比DNA丰富。RNA主要有3类，即信使RNA（mRNA），核糖体RNA（rRNA）和转移RNA（tRNA）。这3类RNA分子都是单链，但具有不同的分子量、结构和功能。 在RNA病毒中，RNA是遗传物质，植物病毒总是含RNA。近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子，叫做类病毒。类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子，此外，真核细胞中还有两类RNA，即不均一核RNA（hnRNA）和小核RNA（snRNA）。hnRNA是mRNA的前体；snRNA参与hnRNA的剪接（一种加工过程）。自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序列确定以后，RNA序列测定方法不断得到改进。目前除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外，尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成，如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸。 DNA 指deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物，是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。 分布和功能 原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息；策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间；确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 结构： DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多 数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形，有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富，可达6摩尔％。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查加夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段，基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特（W.Gilbert）和英国的桑格（F.Sanger）分别创立了DNA一级结构的快速测定方法，他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后，测定方法又不断得到改进，已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对，λ噬菌体DNA含有48502个碱基对，水稻叶绿体基因组含134525个碱基对，烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年，沃森（Watson）和克里克（Crick）提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构，后来这个模型得到科学家们的公认，并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究，发现因湿度和碱基序列等条件不同，DNA双螺旋可有多种类型，主要分成A、B和Z3大类，其主要参数差别如下表。 一般认为，B构型最接近细胞中的DNA构象，它与双螺旋模型非常相似。A－DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA－RNA杂交分子构象接近。Z－DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕，其主链呈锯齿（Z）形，故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年，美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA。

有机化学的甲基化是指一个烷基化的过程传送一个CH3基团。这个过程一般都会使用亲电子的甲基源，如碘代甲烷、硫酸二甲酯、碳酸二甲酯，或是较少有但更强力的甲基化试剂，如三氟甲基磺酸甲酯或氟代磺酸甲酯。这些试剂都会经SN2亲核取代反应进行甲基化。例如一个烷氧盐（RO-）可以在氧气中被甲基化产生醚（ROCH3）。或是一个烯醇酮在碳中被甲基化产生一个新的酮。或者，甲基化可以涉及使用亲核的甲基化合物，如甲基锂（CH3Li）或格林尼亚试剂（CH3MgX）。例如，CH3Li可以在丙酮加上一个羰基（C=O），使之甲基化，并产生叔丁酯的锂烷氧 中国在这方面的研究还刚刚开始。关于汞的生物甲基化和微生物抗汞机理虽比其他金属转化机理清楚，但有不同的见解和学说。微生物法除汞的研究，目前仅限于配水和小型试验。关于汞转化的遗传学控制研究在理论和实践上都具有重要意义。

DNA甲基化（DNA methylation）是最早发现的修饰途径之一，大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。在甲基转移酶的催化下，DNA的CG两个核苷酸的胞嘧啶被选择性地添加甲基，形成5－甲基胞嘧啶，这常见于基因的5"-CG-3"序列。大多数脊椎动物基因组DNA都有少量的甲基化胞嘧啶，主要集中在基因5"端的非编码区，并成簇存在。甲基化位点可随DNA的复制而遗传，因为DNA复制后，甲基化酶可将新合成的未甲基化的位点进行甲基化。DNA的甲基化可引起基因的失活，DNA甲基化导致某些区域DNA构象变化，从而影响了蛋白质与DNA的相互作用，甲基化达到一定程度时会发生从常规的B-DNA向Z-DNA的过渡，由于Z-DNA结构收缩，螺旋加深，使许多蛋白质因子赖以结合的原件缩入大沟而不利于转录的起始，导致基因失活。另外，序列特异性甲基化结合蛋白（MBD/MeCP）可与启动子区的甲基化CpG岛结合，阻止转录因子与启动子作用，从而阻抑基因转录过程。DNA甲基化主要形成5－甲基胞嘧啶（5-mC）和少量的N6-甲基腺嘌呤（N6-mA）及7－甲基鸟嘌呤（7-mG）。

1、持家基因(house-keeping genes)，又称管家基因，是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因与核糖体蛋白基因等。管家基因是一类始终保持着低水平的甲基化并且一直处于活性转录状态的基因。2、组织特异性基因（tissue-specific genes），或称奢侈基因（luxury genes），是指不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的的形态结构特征与特异的生理功能。扩展资料看家基因是维持细胞生存不可缺少的，奢侈基因和细胞分化有关，是组织特异性表达有关的基因，在特定组织中保持非甲基化或低甲基化状态，而在其他组织中呈甲基化状态。几乎所有的甲基化均发生在二核苷序列5"-CG-3"中的C上。使胞嘧啶变为5"-甲基胞嘧啶。而含有这种甲基化CG的序列，对应于染色体上的兼性异染色质区域。看家基因以组成型方式在所有细胞中表达，而奢侈基因在特定组细胞中得到表达。这些基因的特异表达与否，决定了生命历程中细胞的发育、分化、细胞周期的调控、体内平衡、细胞衰老、甚至于程序化死亡。对不同类型，不同分化时期细胞的基因或基因表达情况的研究，可以获得整个细胞生命过程的信息。细胞在不同自然或人工理化因子作用下代谢过程变化甚至于病变，基因也将选择性表达。参考资料来源：百度百科-持家基因参考资料来源：百度百科-组织特异性基因

DNA甲基化是指在DNA 甲基化转移酶的作用下,发生在CpG二核苷酸上胞嘧啶5碳原子的替代以及通过转录后组氨酸修饰的DNA 包装的染色质变化。DNA甲基化是最早发现的一种表观遗传修饰, 可能存在于所有高等生物中, 它并不改变基因的碱基序列, 而是通过改变基因的表达影响细胞的功能, 与基因沉默、X染色体失活、基因组印记、RNA i以及肿瘤等生物事件密切相关, 它们的共同作用机制是调节基因的表达。 查看原帖>>

碱基共有8种：鸟嘌呤（G）、腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T，DNA专有）、尿嘧啶（U，RNA专有）、5-胞嘧啶甲基、5-羟甲基胞嘧啶（5-hmC）、5-胞嘧啶甲酰（5-formylcytosine）、5-胞嘧啶羧基（5-carboxylcytosine）。在最新的研究成果中，研究人员发现了第7种，和第8种DNA碱基：5-胞嘧啶甲酰（5-formylcytosine），5-胞嘧啶羧基（5-carboxylcytosine）。这两种碱基实际上都是由胞嘧啶经由张毅教授研究组一直研究的关键蛋白：Tet蛋白修饰后形成。扩展资料：碱基结构：在脱氧核糖核酸和核糖核酸中，起配对作用的部分是含氮碱基。5种碱基都是杂环化合物，氮原子位于环上或取代氨基上，其中一部分（取代氨基，以及嘌呤环的1位氮、嘧啶环的3位氮）直接参与碱基配对。腺嘌呤和鸟嘌呤属于嘌呤族（缩写作R），它们具有双环结构。胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶属于嘧啶族（Y），它们的环系是一个六元杂环。碱基通过共价键与核糖或脱氧核糖的1位碳原子相连而形成的化合物叫核苷。核苷再与磷酸结合就形成核苷酸，磷酸基接在五碳糖的5位碳原子上。参考资料来源：百度百科——碱基

DNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，真核生物中甲基化仅发生于胞嘧啶，即在DNA甲基化转移酶（DNMTs）的作用下的CpG二核苷酸5"端的胞嘧啶转变为5"-甲基胞嘧啶。大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。DNA甲基化通常抑制基因表达，去甲基化则诱导了基因重新活化和表达。这种DNA修饰方式在不改变基因序列的前提下实现对基因表达的调控。脊椎动物DNA甲基化状态与生长发育调控及生理状态密切相关，比如在肿瘤发生时，抑癌基因CpG岛以外的CpG序列非甲基化程度增加，CpG岛中的CpG则程高度的甲基化状态，导致抑癌基因表达的下降。原核生物中甲基化多发生在CCA/TGG和GATC序列；真核生物中DNA甲基化一般发生在CpG位点上；哺乳动物DNA甲基化只发生在CpG岛的胞嘧啶，植物甲基化发生在CpG和CpNpG。甲基化会使胞嘧啶转为5-甲基胞嘧啶，CpG位点在基因组是不常见的，主要密集于接近基因启动子的位置，统称为CpG岛。CpG位点的甲基化可以对基因表现有重要的影响。哺乳动物中，CpG序列在基因组中出现的频率仅有1%，远低于的其它双核苷酸序列。但在基因组的某些区域中CpG序列密度很高，可以达均值的5倍以上即所谓的CpG岛。通常，CpG岛大约含有500多个碱基，位于基因的启动子区或第一个外显子区。在哺乳动物基因组中约有4万个CpG岛，而且只有CpG岛的胞嘧啶能够被甲基化。

DNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，真核生物中甲基化仅发生于胞嘧啶，即在DNA甲基化转移酶（DNMTs）的作用下的CpG二核苷酸5"端的胞嘧啶转变为5"-甲基胞嘧啶。大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。DNA甲基化通常抑制基因表达，去甲基化则诱导了基因重新活化和表达。这种DNA修饰方式在不改变基因序列的前提下实现对基因表达的调控。脊椎动物DNA甲基化状态与生长发育调控及生理状态密切相关，比如在肿瘤发生时，抑癌基因CpG岛以外的CpG序列非甲基化程度增加，CpG岛中的CpG则程高度的甲基化状态，导致抑癌基因表达的下降。 原核生物中甲基化多发生在CCA/TGG和GATC序列；真核生物中DNA甲基化一般发生在CpG位点上；哺乳动物DNA甲基化只发生在CpG岛的胞嘧啶，植物甲基化发生在CpG和CpNpG。甲基化会使胞嘧啶转为5-甲基胞嘧啶，CpG位点在基因组是不常见的，主要密集于接近基因启动子的位置，统称为CpG岛。CpG位点的甲基化可以对基因表现有重要的影响。 哺乳动物中，CpG序列在基因组中出现的频率仅有1%，远低于的其它双核苷酸序列。但在基因组的某些区域中CpG序列密度很高，可以达均值的5倍以上即所谓的CpG岛。通常，CpG岛大约含有500多个碱基，位于基因的启动子区或第一个外显子区。 在哺乳动物基因组中约有4万个CpG岛，而且只有CpG岛的胞嘧啶能够被甲基化。

胞嘧啶C上。主要是CpG中的C,当然也有别的。

DNA是双螺旋结构，RNA是单螺旋结构的。具体解释如下:RNA指 ribonucleic acid 核糖核酸 核糖核苷酸聚合而成的没有分支的长链。分子量比DNA小，但在大多数细胞中比DNA丰富。RNA主要有3类，即信使RNA(mRNA)，核糖体RNA(rRNA)和转移RNA(tRNA)。这3类RNA分子都是单链，但具有不同的分子量、结构和功能。 在RNA病毒中，RNA是遗传物质，植物病毒总是含RNA。近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子，叫做类病毒。类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子，此外，真核细胞中还有两类RNA，即不均一核RNA(hnRNA)和小核RNA(snRNA)。hnRNA是mRNA的前体;snRNA参与hnRNA的剪接(一种加工过程)。自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序列确定以后，RNA序列测定方法不断得到改进。目前除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外，尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成，如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸。 DNA 指deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物，是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。 分布和功能 原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息;策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间;确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 结构: DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多 数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形，有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富，可达6摩尔%。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查加夫(E.Chargaff)发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数(A=T)，鸟嘌呤数等于胞嘧啶数(G=C)，因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段，基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特(W.Gilbert)和英国的桑格(F.Sanger)分别创立了DNA一级结构的快速测定方法，他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后，测定方法又不断得到改进，已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对，λ噬菌体DNA含有48502个碱基对，水稻叶绿体基因组含134525个碱基对，烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年，沃森(Watson)和克里克(Crick)提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构，后来这个模型得到科学家们的公认，并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究，发现因湿度和碱基序列等条件不同，DNA双螺旋可有多种类型，主要分成A、B和Z3大类，其主要参数差别如下表。 一般认为，B构型最接近细胞中的DNA构象，它与双螺旋模型非常相似。A-DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA-RNA杂交分子构象接近。Z-DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕，其主链呈锯齿(Z)形，故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年，美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA。

DNA甲基化发生于DNA的CpG island　（CG序列密集区）。发生甲基化后，那段DNA就可以和甲基化DNA结合蛋白相结合。结合后DNA链发生高度的紧密排列，其他转录因子，RNA合成酶都无法再结合了，所以这段DNA的基因就无法得到表达了。一般研究中所涉及的DNA甲基化主要是指发生在CpG二核苷酸中胞嘧啶上第5位碳原子的甲基化过程，其产物称为5—甲基胞嘧啶（5—mC），是植物、动物等真核生物DNA甲基化的主要形式，也是发现的哺乳动物DNA甲基化的唯一形式。扩展资料由于Dnmtl和Dnmt3基因家族没有针对CpG二核苷酸序列的特异性，人们因此提出了DNA甲基化转移酶发现靶位点的机制。首先，甲基化转移酶并不是同等地接近所有染色体区域。具有染色体重构和DNA螺旋酶活性的蛋白质能调节哺乳动物细胞内DNA甲基化，如SNF2家族2个成员ATRX和Lsh；其次，附件因子（蛋白质、RNA等）能召集DNA甲基化转移酶到特定基因组序列或染色体结构中，如pRB蛋白等能够与Dnmtl作用，在S期晚期将它召集到高度甲基化的异染色质区。参考资料来源：百度百科-DNA甲基化

【中文名称】胞嘧啶；6-氨基-2-羰基嘧啶; 细胞碱；细胞嘧啶；胞嗪；氧胞嘧啶简写为C。核酸中嘧啶型碱基之一。存在于DNA和RNA中。在植物DNA中，除胞嘧啶外，还有少量的5-甲基胞嘧啶。在DNA的双股螺旋中，一股链上的胞嘧啶与另一股链上的鸟嘌呤配对，分子间形成三个氢键。这种碱基互补对之间的氢键是DNA双螺旋结构稳定性的重要作用力之一。胞嘧啶核苷、胞嘧啶核苷酸均可作为升高白细胞的药物。可由二巯基尿嘧啶、浓氨水和氯乙酸为原料合成制得。中文名称： 胞嘧啶中文别名： 4-氨基-2-羰基嘧啶英文名称： Cytosine英文别名： 4-Amino-2-hydroxypyrimidine; 4-Amino-2-oxo-1,2-dihydropyrimidine; 6-aminopyrimidin-2(1H)-one CAS号： 71-30-7分子式： C4H5N3O分子量： 111.10纯度： ≥98.0%MDL号： MFCD00006034Beilstein号： 2637EC号： 200-749-5白色片状结晶。100℃失水，300℃时成棕色，320～325℃分解。1g产品能溶于130ml水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。pH2时，最大吸收波长276nm，摩尔吸光系数10000，最小吸收波长238nm，吸光度比值A250/A260=0.48、A280/A260=1.53、A290/A260=0.78。有刺激性。

1、持家基因(house-keeping genes)，又称管家基因，是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因与核糖体蛋白基因等。管家基因是一类始终保持着低水平的甲基化并且一直处于活性转录状态的基因。2、组织特异性基因（tissue-specific genes），或称奢侈基因（luxury genes），是指不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的的形态结构特征与特异的生理功能。扩展资料看家基因是维持细胞生存不可缺少的，奢侈基因和细胞分化有关，是组织特异性表达有关的基因，在特定组织中保持非甲基化或低甲基化状态，而在其他组织中呈甲基化状态。几乎所有的甲基化均发生在二核苷序列5"-CG-3"中的C上。使胞嘧啶变为5"-甲基胞嘧啶。而含有这种甲基化CG的序列，对应于染色体上的兼性异染色质区域。看家基因以组成型方式在所有细胞中表达，而奢侈基因在特定组细胞中得到表达。这些基因的特异表达与否，决定了生命历程中细胞的发育、分化、细胞周期的调控、体内平衡、细胞衰老、甚至于程序化死亡。对不同类型，不同分化时期细胞的基因或基因表达情况的研究，可以获得整个细胞生命过程的信息。细胞在不同自然或人工理化因子作用下代谢过程变化甚至于病变，基因也将选择性表达。参考资料来源：百度百科-持家基因参考资料来源：百度百科-组织特异性基因

【中文名称】胞嘧啶；6-氨基-2-羰基嘧啶; 细胞碱；细胞嘧啶；胞嗪；氧胞嘧啶简写为C。核酸中嘧啶型碱基之一。存在于DNA和RNA中。在植物DNA中，除胞嘧啶外，还有少量的5-甲基胞嘧啶。在DNA的双股螺旋中，一股链上的胞嘧啶与另一股链上的鸟嘌呤配对，分子间形成三个氢键。这种碱基互补对之间的氢键是DNA双螺旋结构稳定性的重要作用力之一。胞嘧啶核苷、胞嘧啶核苷酸均可作为升高白细胞的药物。可由二巯基尿嘧啶、浓氨水和氯乙酸为原料合成制得。中文名称： 胞嘧啶中文别名： 4-氨基-2-羰基嘧啶英文名称： Cytosine英文别名： 4-Amino-2-hydroxypyrimidine; 4-Amino-2-oxo-1,2-dihydropyrimidine; 6-aminopyrimidin-2(1H)-oneCAS号： 71-30-7分子式： C4H5N3O分子量： 111.10纯度： ≥98.0%MDL号： MFCD00006034Beilstein号： 2637EC号： 200-749-5