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第1章 染色质的结构与功能1

1.1 细胞核的结构与功能1

1.1.1 细胞核的结构1

1.1.2 细胞核的功能3

1.2 染色质结构5

1.2.1 染色质纤维5

1.2.2 染色质分为常染色质和异染色质6

1.3 核小体8

1.3.1 发现历史8

1.3.2 核小体的结构9

1.3.3 相位9

1.4 染色体10

1.4.1 染色体的化学组成10

1.4.2 染色体的DNA10

1.4.3 染色体的特征性结构10

1.5 核仁结构与功能11

1.5.1 核仁的化学组成11

1.5.2 核仁的结构12

1.5.3 核仁的形成12

1.5.4 核仁的功能12

参考文献12

第2章 核小体定位15

2.1 基因组上核小体定位的实验图谱16

2.1.1 基因组尺度核小体定位作图的基本策略16

2.1.2 基因组尺度核小体定位图谱17

2.2 基因组上核小体分布的一般模式17

2.2.1 DNA转录相关位点邻近核小体分布17

2.2.2 DNA复制起始位点邻近区核小体分布18

2.2.3 核小体定位的“统计定位”模型19

2.3 核小体定位的理论研究20

2.3.1 从DNA序列到核小体定位20

2.3.2 基于DNA结构的物理性质预测核小体定位23

2.3.3 核小体定位的反式因子24

2.4 邻近核小体和染色质高级结构影响核小体定位26

2.4.1 核小体串珠26

2.4.2 高级染色质结构的影响26

2.5 核小体定位与基因表达调控26

2.6 总结与展望27

参考文献28

第3章 染色质重塑34

3.1 染色质重塑概述34

3.2 SWI/SNF复合物36

3.2.1 SWI/SNF复合物的组成36

3.2.2 SWI/SNF复合物的结构域和功能37

3.2.3 SWI/SNF复合物与癌症38

3.3 ISWI复合物39

3.3.1 ISWI复合物的组成39

3.3.2 ISWI复合物的功能41

3.4 CHD复合物41

3.4.1 CHD复合物的组成41

3.4.2 Chd蛋白的位置和组织表达模式43

3.4.3 Chd蛋白在染色质组装和重塑过程的作用43

3.4.4 CHD家族成员的多亚基复合物44

3.4.5 Chd蛋白和转录延伸44

3.4.6 发育和分化阶段的Chd蛋白45

3.4.7 Chd蛋白与人类疾病45

3.4.8 总结与展望46

3.5 INO80复合物46

3.5.1 INO80复合物的组成47

3.5.2 INO80复合物的功能48

3.5.3 SWR1复合物的组成50

3.5.4 SWR1复合物的功能52

3.5.5 总结与展望53

3.6 染色质重塑模式和机制53

3.6.1 染色质重塑模式53

3.6.2 染色质重塑机制54

3.7 总结与展望56

参考文献57

第4章 组蛋白修饰62

4.1 组蛋白修饰概述62

4.1.1 组蛋白的分类和性质62

4.1.2 组蛋白修饰的种类63

4.2 组蛋白修饰酶及其相关复合物70

4.2.1 乙酰化酶及其复合物72

4.2.2 组蛋白甲基化酶83

4.3 组蛋白变体及其修饰85

4.3.1 组蛋白变体概述85

4.3.2 组蛋白变体修饰89

4.4 组蛋白密码89

参考文献94

第5章 DNA甲基化98

5.1 DNA甲基化概况98

5.2 真核生物DNA甲基化分布模式99

5.3 真核生物DNA甲基化修饰系统100

5.3.1 DNA甲基转移酶100

5.3.2 甲基化结合蛋白101

5.4 DNA甲基化与遗传物质的稳定性103

5.4.1 DNA甲基化与DNA复制起始104

5.4.2 DNA甲基化与错配修复104

5.4.3 DNA甲基化与转座子失活104

5.5 DNA甲基化与基因表达调控104

5.5.1 DNA甲基化直接影响一些转录因子的结合活性104

5.5.2 DNA甲基化结合蛋白与转录抑制105

5.6 DNA甲基化与其他表观遗传修饰的关系105

5.6.1 DNA甲基化与核小体定位105

5.6.2 DNA甲基化与组蛋白修饰106

5.6.3 DNA甲基化与非编码RNA108

参考文献108

第6章 RNA可变剪接的表观遗传学机制111

6.1 引言111

6.2 可变剪接的基本机制111

6.2.1 可变剪接的基本概念111

6.2.2 可变剪接的基本类型112

6.2.3 可变剪接的基本机制112

6.3 转录与剪接同时进行的机制113

6.4 可变剪接受RNA聚合酶Ⅱ延伸速率的控制113

6.5 可变剪接的表观遗传学机制114

6.5.1 可变剪接与核小体定位114

6.5.2 组蛋白修饰诱导可变剪接115

6.5.3 可变剪接与DNA甲基化115

6.5.4 可变剪接与组蛋白变体116

6.5.5 RNA与可变剪接116

6.5.6 可变剪接的新模型116

6.5.7 可变剪接相关生物大分子（蛋白质、DNA和RNA）相互作用网络117

6.6 总结与展望118

参考文献118

第7章 非编码RNA研究进展123

7.1 RNA干扰124

7.2 siRNA的研究进展125

7.2.1 siRNA的简介125

7.2.2 siRNA的作用机制126

7.2.3 siRNA的特点129

7.2.4 RNAi的应用131

7.3 miRNA的研究进展133

7.3.1 miRNA的简介133

7.3.2 miRNA的产生机制133

7.3.3 miRNA的作用机制135

7.3.4 miRNA的功能140

7.3.5 总结与展望142

7.4 piRNA的研究进展143

7.4.1 piRNA的发现143

7.4.2 piRNA的结构特征144

7.4.3 piRNA的分布144

7.4.4 piRNA的产生机制145

7.4.5 piRNA的功能146

7.4.6 piRNA的总结与展望148

7.4.7 小RNA的总结与展望148

7.5 长链非编码RNA的研究进展149

7.5.1 lncRNA的产生机制149

7.5.2 lncRNA的功能150

7.5.3 lncRNA与疾病154

7.5.4 总结与展望154

参考文献154

第8章 假基因研究进展162

8.1 假基因162

8.1.1 假基因的发现162

8.1.2 假基因的结构特征163

8.2 探讨假基因的生物学意义163

8.2.1 假基因是Junk DNA？163

8.2.2 假基因的生物学意义164

8.3 假基因的识别165

8.4 假基因的进化167

8.5 假基因的分布168

8.6 假基因的功能169

8.6.1 一氧化氮合酶（NOS）假基因的功能170

8.6.2 Makorin1-p1假基因的功能及作用机制170

8.6.3 假基因干预细胞的基因沉默机制173

8.6.4 假基因产生siRNAs173

8.6.5 假基因保护snoRNA的作用175

8.6.6 假基因的转录与保守性176

8.6.7 假基因产生基因多样性177

8.6.8 假基因的命运177

8.6.9 假基因的弊端178

8.7 总结与展望179

参考文献179

第9章 表观遗传学研究实验技术简介184

9.1 染色质免疫共沉淀技术184

9.1.1 ChIP技术的原理184

9.1.2 ChIP on chip184

9.1.3 ChIP-Seq185

9.2 全基因组定位技术185

9.2.1 基因表达系列分析的原理和实验路线185

9.2.2 全基因组定位技术原理与步骤186

9.2.3 应用187

9.3 体外组装核小体技术188

9.3.1 盐透析法体外组装核小体188

9.3.2 依赖于ATP的体外组装核小体方法189

9.3.3 体外组装单个核小体的检测方法190

9.3.4 长片段DNA序列体外组装染色质的检测方法193

9.4 核小体相位分析197

9.4.1 基本原理197

9.4.2 主要步骤198

9.4.3 注意事项199

9.4.4 应用199

9.5 DNA甲基化分析技术199

9.5.1 基因组整体水平甲基化分析201

9.5.2 特异性位点的DNA甲基化的检测202

9.5.3 甲基化新位点的寻找210

9.6 染色质DNA酶I高敏感位点的检测210

9.6.1 基本原理211

9.6.2 基本步骤212

9.6.3 注意事项213

9.6.4 应用213

9.7 体内DNA足迹法213

9.7.1 基本原理213

9.7.2 操作步骤215

9.7.3 注意事项215

9.7.4 应用216

参考文献216

第10章 表观遗传学相关数据库简介219

10.1 核小体定位相关数据库简介219

10.1.1 传统实验技术条件下的核小体定位数据219

10.1.2 高通量实验技术条件下的核小体数据220

10.2 可变剪接数据库221

10.2.1 可变剪接数据库概述221

10.2.2 ASD数据库简介222

10.2.3 ASAP数据库简介224

10.3 组蛋白修饰数据库225

10.3.1 人组蛋白修饰数据库225

10.3.2 酵母组蛋白修饰数据库227

10.4 DNA甲基化的相关数据库227

10.5 非编码RNA相关数据库简介229

10.5.1 siRNA数据库介绍229

10.5.2 miRNA数据库介绍230

10.5.3 piRNA数据库介绍233

10.5.4 lncRNA相关数据库介绍233

10.5.5 非编码RNA组数据库NONCODE235

参考文献235

第11章 表观遗传学的功能239

11.1 干细胞的分化239

11.1.1 胚胎干细胞的分化239

11.1.2 成体干细胞的分化243

11.2 X染色体失活254

11.2.1 X染色体随机失活的起始255

11.2.2 Xist RNA介导的X染色体沉默以及失活X染色体的异染色质化256

11.3 基因组印记264

11.3.1 哺乳动物的印记基因264

11.3.2 基因组印记的周期及机制265

11.3.3 基因组印记的进化267

11.4 衰老的表观遗传学268

11.4.1 衰老过程中的表观遗传学268

11.4.2 衰老相关疾病的表观遗传学270

11.5 记忆过程中的表观遗传学271

11.5.1 组蛋白的乙酰化修饰与依赖于脑海马的记忆行为271

11.5.2 组蛋白的乙酰化修饰与不依赖脑海马的记忆行为273

11.5.3 其他形式的组蛋白修饰与记忆行为274

11.5.4 DNA甲基化与记忆的形成及储存275

参考文献276