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DNA 10
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RNA 108
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siRNAs 173
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 chip 184
9.1.3 ChIP-Seq 185
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NONCODE 235
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