表观组学学习笔记-02: DNA甲基化

一、DNA甲基化简介

1 、概念:DNA甲基化是一种重要的表观遗传,是指DNA被化学小分子修饰的一种方式,即甲基(-CH3)共价结合到脱氧核糖核苷酸上,可以不改变脱氧核糖核苷酸序列而引起基因表达的的改变。

2 、发生位点:真核生物常见的甲基化位点有CpG(最主要)、CHG(H指A/T/C)、CHH等,而胞嘧啶的C-5甲基化修饰最为常见。胞嘧啶 C-5位甲基化是由S-腺苷甲硫氨酸(SAM)提供-CH3,在 DNA甲基转移酶(DNA methyltransferases,DNMTs)的作用下,将胞嘧啶(C)甲基化为5-甲基化胞嘧啶(5-mC)的一种化学反应。

甲基化反应

Chan et al., 2005
Julie A. Law et al .,2010

3 、DNA甲基化的作用: 被甲基化修饰的CpG是基因沉默的标记,抑制基因的表达。两个假说:

① 在启动子和增强子区域的胞嘧啶甲基化可以阻止转录因子与调控原件结合

② MeCP(mCpG结合蛋白)与mCpG结合后,可招募组蛋白去乙酰化酶使染色质收缩。

4 、DNA甲基化的特点:决定基因表达的模式;可以在上下代细胞间传递;仅限于修饰DNA,而不改变DNA的顺序组成;

不同物种的DNA甲基化比例差距很大,如,拟南芥基因胞嘧啶甲基化为14%,小鼠为8%,而果蝇为0.03%,线虫基因组甚至缺少甲基化。同一物种不同区域甲基化程度也有区别,如在拟南芥中,DNA甲基化发生在CpG,CHG和CHH位点分别为24%、6.7%和1.7%。

5 、总结:大量的研究已经表明,DNA甲基化与植物很多重要的生命过程如基因表达、抵御逆境密切相关,因此越来越引起人们的关注和研究。

二、一些概念

1 、CpG岛:

CpG岛的概念最早由Adrian Bird提出,他称之为未甲基化的HapII小片段(HpaII Tiny Fragment,HTF),更正式的定义是这样的区域,该区域的序列长度至少200个碱基对,GC含量超过50%,CpG比值(观测值/期望值) 超过0.6。 CpG比值的计算方法如下:


CpG比值计算公式

2 、甲基化的方式

2.1、从头甲基化 :⼀种是 2 条链均未甲基化的 DNA 被甲基化,称为从头甲基化 ( denovomethylation) 。

2.2、保留甲基化:另⼀种是双链 DNA 的其中 1 条链已存在甲基化,另 1 条未甲基化的链被甲基化, 这种类型称为保留甲基化( maintenance methylation)

三、常见DNA甲基化检测方法

1 、限制性内切酶检测法
EcoRⅠ/HapⅡ,EcoRⅠ/MspⅠ,Southern Blot.
优点:通过提供待测样品的基因组DNA,无需了解整个DNA序列和详细一级结构即可直接对甲基化进行评价和定量分析。
缺点:5-羟甲基胞嘧啶、糖化5-羟甲基胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶或4-甲基胞嘧啶等因为它们的结构相似而难识别。
2 、亲和富集
3 、重亚硫酸盐转化。
最常是使用的是重亚硫酸盐转化方法,DNA经重亚硫酸盐处理后未甲基化的C->U,而甲基化的C则不发生改变,然后通过电泳/质谱/芯片/测序都可以对U或C进行区分。

甲基化转化图

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 211,561评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,218评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,162评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,470评论 1 283
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,550评论 6 385
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,806评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,951评论 3 407
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,712评论 0 266
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,166评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,510评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,643评论 1 340
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,306评论 4 330
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,930评论 3 313
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,745评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,983评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,351评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,509评论 2 348

推荐阅读更多精彩内容

  • 今天感恩节哎,感谢一直在我身边的亲朋好友。感恩相遇!感恩不离不弃。 中午开了第一次的党会,身份的转变要...
    迷月闪星情阅读 10,559评论 0 11
  • 彩排完,天已黑
    刘凯书法阅读 4,199评论 1 3
  • 表情是什么,我认为表情就是表现出来的情绪。表情可以传达很多信息。高兴了当然就笑了,难过就哭了。两者是相互影响密不可...
    Persistenc_6aea阅读 124,450评论 2 7