4、基因组学入门：从基因调控到测序方法

基因组学入门：从基因调控到测序方法

1. 基因表达调控与表观遗传学

基因表达调控至关重要，不同基因在不同细胞和时间的表达有所不同。例如，胰岛素基因 INS 需在胰腺的胰岛细胞中表达，而在其他大部分细胞中保持沉默。促进生长的基因应在胚胎发育早期或伤口修复时表达，其他时候则需严格调控，以避免引发良性或恶性肿瘤。

表观遗传学是指对 DNA 和组蛋白的可遗传化学修饰，这些修饰影响基因表达，但不改变 DNA 序列本身。主要有两种类型的表观遗传修饰：
- DNA 甲基化 ：将甲基（-CH3）附着到基因启动子特定的胞嘧啶上，这种修饰会使基因完全沉默。去除甲基后，基因又可表达。
- 组蛋白修饰 ：将甲基、乙酰基或其他基团附着到组蛋白尾部，改变染色质的开放或凝聚状态，从而改变相关基因的表达模式。

重要的是，表观遗传变化发生在组织水平，大脑中的表观遗传变化可能在其他器官中并不存在。而且，由于这些变化不改变基因组的 DNA 序列，普通测序机器无法检测到，不过纳米孔测序仪可以在无需额外实验室技术的情况下检测基因组中的 DNA 甲基化。

2. 基因遗传

我们从父母双方各继承一套染色体，因此大多数基因有两个拷贝：一个母本拷贝和一个父本拷贝。基因可以有几种不同的形式，称为等位基因。例如，人类基因组中某个特定位置可能有两个不同的核苷酸，即等位基因 C 或 T。在基因组数据库中，参考等位基因是指参考人类基因组中发现的核苷酸，但由于参考基因组是基于有限数量的个体构建的，它并不总是人群中最常见的等位基因。

单核苷酸变异通常被称为单核苷酸多态性（SNPs），传统