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聚合酶链式反应 PCR（生物学的聚合酶链反应）一般指聚合酶链式反应
聚合酶链式反应是一种用于放大扩增特定的DNA 片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA 复制，PCR 的最大特点，是能将微量的DNA 大幅增加。由1983年美国Mullis 首先提出设想，1985年由其发明了聚合酶链反应，即简易DNA 扩增法，意味着PCR 技术的真正诞生。到如今2013年，PCR 已发展到第三代技术。1973 年，台籍科学家钱嘉韵，发现了稳定的Taq DNA聚合酶，为PCR 技术发展也做出了基础性贡献。 PCR(聚合酶链式反应）是利用DNA 在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温（经常是60°C 左右）时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA 聚合酶最适反应温度（72°C 左右），DNA 聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR 仪实际就是一个温控设备，能在变性温度，复性温度，延伸温度之间很好地进行控制。
真核生物的启动子
由于真核生物中有三种不同的RNA 聚合酶，因此也有三种不同的启动子，其中以启动子Ⅱ最为复杂，它和原核的启动子有很多不同：
（1）有多种元件：TATA 框，GC 框，CATT 框，OCT 等；（2）结构不恒定。有的有多种框盒如组蛋白H2B ；有的只有TATA 框和GC 框，如SV40早期转录蛋白，（3）它们的位置、序列、距离和方向都不完全相同，（4）有的有远距离的调控元件存在，如增强子；（5）这些元件常常起到控制转录效率和选择起始位点的作用；（6）不直接和RNA pol 结合。转录时先和其它转录激活因子相结合，再和聚合酶结合。
(一) Ⅱ类基因的启动子和调控区
Ⅱ类基因的启动子由核心元件和上游元件组成。核心元件包括TATA 框和转录起始位点附近的启始子（initiator ，Inr ）。
亚克隆（英语：subcloning ）是一种分子生物学技术。
亚克隆：(subclone) 分为细胞克隆和分子克隆。该技术旨在将目的基因导入目标载体中，以进行进一步研究。值得注意的是，亚克隆和分子克隆（molecular cloning）不是同一概念。
在细胞克隆中，对培养的细胞来说，从原有的克隆中，再筛选出具有某种特性的细胞进行培养，就是亚克隆。
在分子克隆中，从大片段的克隆中选取特定小片段再克隆。
亚克隆就是初步克隆的外源片段往往较长，含有许多目的基因片段以外的DNA 片段，将目的基因所对应的一小段DNA 找出来。
对已经获得的目的DNA 片段进行重新克隆，其目的在于对目的DNA 进行进一步分析，或者进行重组改造等。
亚克隆的基本过程包括：
(1)目的DNA 片段和载体的制备；
(2)目的DNA 片段和载体的连接；
(3)连接产物的转化；
(4)重组子筛选。
亚克隆技术：限制性内切酶是一类能识别双链DNA 分子中特异核苷酸序列的DNA 水解酶，该类酶是体外剪切基因片段的重要工具。
首先，使用限制酶将目的基因切下。切下来的目的基因需经过纯化（常用手法是凝胶分
离法）。之后，可以通过PCR 来制造一定数量的该目的基因的拷贝。
同时，需要用切割目的基因的那种限制酶切割载体，以让载体产生与目的基因互补的黏性末端，以使得它们能在后续步骤中被DNA 连接酶连接。磷酸酯酶（通常是小牛肠道碱性磷酸酶（CIAP ））在该过程中也必不可少，因为它能防止载体的自身黏合。之后，再对目标载体进行分离/纯化。
接下来，将目的基因与载体混合，并添加DNA 连接酶。通常，目的基因和载体的分子数之比设定为5比1或10比1[1]（也有文献认为应为3比1[2]）。目的基因与载体的数量过量都会造成不利影响。另外，目的基因也不应过长。超过10kb （千碱基对）的话，目的基因将难以和载体有效结合。一般操作人员会把反应容器放在冰上，让反应进行一整晚
促卵泡激素
糖蛋白激素，α多肽
识别
其他数据
基因座 11 p13
促卵泡激素（英语：follicle-stimulating hormone, FSH，亦称为卵泡刺激素）是一种由脑垂体合成并分泌的激素，属于糖基化蛋白质激素，因最早发现其对女性卵泡成熟的刺激作用而得名。后来的研究表明，促卵泡激素在男女两性体内都是很重要的激素之一，调控着发育、生长、青春期性成熟、以及生殖相关的一系列生理过程。促卵泡激素和黄体化激素在生殖相关的生理过程中协同发挥着至关重要的作用。
结构
促卵泡激素是一种糖蛋白，活性形式是糖基化的异源二聚体，由α和β两条多肽组成。黄体化激素，甲状腺激素，人绒毛膜促性腺激素等糖蛋白激素采用了与促卵泡激素相似的结构。它们共享同样的α亚基（含92位氨基酸残基），而β亚基则随激素的不同而不同。促卵泡激素的β亚基含有118位氨基酸残基，负责与促卵泡激素受体的相互作用。促卵泡激素表面的糖基化涉及海藻糖、半乳糖、甘露糖、半乳糖胺、葡萄糖胺、以及硅铝酸。其中，硅铝酸与促卵泡激素的生物半衰期紧密相关。促卵泡激素的半衰期为3至4小时。促卵泡激素的分子量约为30000Da 。
基因 促卵泡激素α亚基的基因位于染色体6p21.1-23，在多种不同细胞中有表达；β亚基的基因位于染色体11p13，在脑垂体细胞中表达，受促性腺激素释放激素的控制，被抑制素所抑制，被激活素所增强。
活性
促卵泡激素调控人体的发育、生长、青春期性成熟、以及生殖相关的一系列生理过程，特别是刺激生殖细胞的成熟。 在女性体内
在卵巢中，促卵泡激素刺激尚未成熟的卵泡的生长，直至成熟为格拉夫卵泡。卵泡在生长过程中会释放抑制素以阻断促卵泡激素的进一步合成。这一机制保证了排卵的选择性。在黄体化阶段的末尾，促卵泡激素水平也有小幅度提升，可能与下一个排卵周期的开始有关。
在男性体内[编辑]
在睾丸中，促卵泡激素提高塞尔托利氏细胞合成男性激素结合蛋白的水平，诱发塞尔托利细胞的紧密结合，同时分泌抑制素，在成精子过程中起到至关重要的作用。
作用机理[编辑]
促卵泡激素的目标细胞表面表达有促卵泡激素受体，属于G 蛋白偶联受体家族。促卵泡激素与其受体蛋白的结合将导致后者的构象变化。作为跨细胞膜的膜蛋白，促卵泡激素受体胞外的变构将引发胞内的变构，改变其与G 蛋白的结合状态，并通过其它蛋白的参与，进一步诱发环磷酸腺苷等第二信使的生成，将信号传至细胞核内，实现对蛋白表达和细胞发育进程的调节。
相关疾病[编辑]
促卵泡激素水平在儿童期较低，而在女性的更年期之后则很高。
高促卵泡激素水平[编辑]
促卵泡激素的高水平预示着性腺引发的限制性反馈(负反馈) 缺失，导致脑垂体不断合成促卵泡激素。这在女性接近或处于更年期时属于正常现象，但对于处于生育年龄的女性则是不正常的，可能是以下疾病的信号：
过早绝经也称为卵巢早衰
性腺障碍或Turner 综合征 阉割
斯外尔综合征
先天肾上腺增生的某些病例
睾丸失效
低促卵泡激素水平[编辑]
促卵泡激素分泌水平的降低将导致性腺功能的缺失。在男性精子数量不足的病症中尤为典型。在女性中表现为生育周期的停止，具体相关的疾病有:
多卵囊巢综合征，可能的体征有肥胖，多毛，不育等等； 考曼综合征
下丘脑抑制症
垂体机能减退症泌乳激素过多症
性腺功能低下症
正在接受性腺抑制治疗
使用促性腺激素释放激素结抗剂
使用促性腺激素释放激素促进剂（负调节）
医疗应用[编辑] 促卵泡激素可在绝经期女性的尿液中提取得到，也可以通过基因工程的方法重组表达得到。临床用于对不育症患者的治疗，用以刺激卵泡的发育成熟，同时也用于体外人工受精和体内人工受精的相关治疗中。
促卵泡激素受体
FSHR 基因位于人的2号染色体上p21区，长约2080个核苷酸
调控序列（英语：Regulatory sequence，又译调节序列）是DNA 中一段包含启动子、增强子，以及其他可与调节蛋白，如转录因子结合的位置。这些序列调控了基因的表现，进而影响蛋白质的生产。
除此之外，mRNA 也有调控序列，可与RNA 结合蛋白或其他RNA 结合
DNase I，即Deoxyribonuclease I，脱氧核糖核酸酶I ，是一种可以消化单链或双链DNA 产生单脱氧核苷酸或单链或双链的寡脱氧核苷酸的核酸内切酶。DNase I水解单链或双链DNA 后的产物，5' 端为磷酸基团，3' 端为羟基。
DNase I 活性依赖于钙离子，并能被镁离子或二价锰离子激活。镁离子存在条件下，DNase I可随机剪切双链DNA 的任意位点；二价锰离子存在条件下，DNase I可在同一位点剪切DNA 双链，形成平末端，或1-2个核苷酸突出的粘末端。
特点：不含RNase(RNase free) ，可以用于各种RNA 样品的处理。提供了用于DNase I 失活所需的EDTA 。
用途：制备不含DNA 的RNA 样品；RT-PCR 反应前RNA 样品中去除基因组DNA 等可能的DNA 污染；体外T7, T3, SP6等RNA Polymerases 催化的RNA 转录后去除DNA 模板； DNase I footprinting 研究DNA-蛋白质相互作用；缺口平移(nick translatioin) ；产生DNA 随机片段文库；细胞凋亡TUNEL 检测中部分剪切基因组DNA 作为阳性对照。
来源：从牛胰腺纯化得到。
分子量：约32kDa(单体) 。
活性定义：37℃10分钟内，将能够完全降解1μg pBR322质粒DNA 所需的酶量定义为1个活性单位。
活性检测条件：40mM Tris-HCl(pH8.0)，10mM MgSO4，1mM CaCl2，1μg of pBR322 DNA 。
纯度：不含其它DNA 内切酶和外切酶，不含RNA 酶。
酶储存溶液：50mM Tris-acetate(pH7.5)，10mM CaCl2，50%(v/v)glycerol。 Reaction Buffer(10X)：100mM Tris-HCl(pH7.5 at 25℃) ，25mM MgCl2，1mM CaCl2。 失活或抑制：加入EDTA 至终浓度为2.5mM 后，65℃加热10分钟可使DNase I 失活。酚氯仿抽提也可以使DNase I失活。金属离子螯合剂，达到毫摩尔/升浓度的锌离子，0.1%的SDS ，DTT 、巯基乙醇等还原剂，50-100mM 以上盐浓度均对DNase I有显著抑制作用。 塞尔托利氏细胞会分泌以下的物质：
∙
∙ 抗苗勒管激素（AMH ）——于胎儿生命的早期就开始分泌。 抑制素及活化素——于青春期后分泌，配合调节促滤泡成熟激素（FSH ）的分
雄激素结合蛋白——促进精子生成及精子成熟。
胶质源性神经营养因子（GDNF ）——证实是助长精原细胞，以确保精细胞在产
Ets 相关分子——滋养在成人睾丸精原细胞内的精细胞。
[1]泌。 ∙ ∙ 期时的自我更新。 ∙ ∙ 转铁蛋白
结构[编辑]
塞尔托利氏细胞之间的连接形成了血睾屏障，血睾屏障是一个结构分隔睾丸空隙血液区及精细管内的向管腔区。塞尔托利氏细胞控制养份、激素及其他化合物进出睾丸的细管，且令向管腔区成为高度免疫的位点。
它亦负责确立及维持精原细胞的干细胞利基，以确保精子的更新及精原细胞在精子生成的过程中逐步分裂为成熟的生殖细胞，而最终为放出精子。
其他
在精子生成的成熟阶段，塞尔托利氏细胞会消耗精子没有用的部分。
产生细胞
一旦塞尔托利氏细胞完全分裂，就不能再增生。所以，一旦启动精子生成，就不会创造更多的塞尔托利氏细胞。一些科学家最近发现在身体以外仍能培育这些细胞。这提供了治疗男性不育缺憾的可能性。
命名
精原细
胞
(types Ad, Ap
and B)
primary 精
母细胞
2个次级精母
细胞
4个精细胞 倍性 (2N) / 46 倍性 (2N) / 46 倍性 (N) / 23 倍性 (N)
/ 23
倍性 (N)
/ 23 2C / 46 spermatocytogenesis （有丝分裂） spermatidogenesis （减数分裂1期） spermatidogenesis （减数分裂2期） spermiogenesis 2C / 46 2C / 46 1C / 23 4个游动精子 1C / 23 spermiation
倍性和染色体计数 are for one
cell in G1期, 在DNA 合成 and
division 之前
一个成熟的人类精子
目的
繁殖跟动植物一样。
位置
精子发生过程的位置是男性生殖系统的数个结构。最开始的阶段发生在睾丸，一直到附睾结束。附睾是发展中的精子成熟和储存直到射精的地方。睾丸的生精小管是整个过程的起点，在那里邻近内管壁的干细胞朝着中心分裂—从管壁开始，进行到最内层的部分，即内腔—来生产未成熟的精子。精子成熟过程发生在附睾。
阶段
精母细胞发生
影响因素
激素控制
精子发生的激素控制随物种而不同。人类精子发生的激素控制机制尚未被完全理解。 参考文献
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DNA 的琼脂糖凝胶电泳实验原理和方法步骤
摘要: 琼脂糖凝胶电泳是用于分离、鉴定和提纯DNA 片段的标准方法。琼脂糖是从琼脂中提取的一种多糖，具亲水性，但不带电荷，是一种很好的电泳支持物。DNA 在碱性条件下（pH8 0的缓冲液）带负电荷，在电场中通过凝胶介质向正极移动，不同DNA 分子片段由于分子和构型不同，在电场中的泳动速率液不同。溴化乙锭（EB ）可嵌入DNA 分子碱基对间形成荧光络合物，经紫外线照射后，可分出不同的区带，达到分离、鉴定分子量，筛选重组子的目的。
Westernblot 法即是一种将电泳与KIJSA 结合起来的技术，可分为电泳、转印、酶免疫测定3个阶段。Westernblot 法结合了电泳的高分辨率和酶免疫测定的高敏感性和特异性，是一种能用于分析样本组分的免疫学测定方法。[1]
类型 将电泳与KIJSA 结合起来的技术 分为电泳、转印、酶免疫测定3个阶段用途分析样本组分的免疫学测定方法，是美国斯坦福大学的乔治·斯塔克发明的，Western Blot法的名字就由发明者Southern 与印迹的对象DNA 相结合得出的Southern blot。后来又出现了两个过程相似但对象不同的印迹方法，一个针对RNA ，一个针对蛋白质，这两种技术分别被称为Northern 和Western ，Western Blot法的叫法最终被确定下来。
生物大分子印迹法实际上是凝胶电泳技术、固定化技术及分子亲和技术三者融为一体的综合性技术，其核心在于把凝胶电泳已分离的区带转移并印迹于固定化纸上。
生物大分子印迹法始创于1975年，内苏格兰爱丁堡大学E.M.Southern 首先提出。他将限制酶切后的DNA 片段先进行琼脂糖凝胶电泳，把一张硝酸纤维素纸放在凝胶上，利用毛细作用原位凝胶中的DNA 八片段转移到硝酸纤维素纸上使之固定化。由于这种技术类似用吸干作品上的墨迹，使吸墨纸染上墨迹而被称为印迹法(blotting)。
1979年，Towbin 等人利用电洗脱装置作为印迹动力，首先把Westernblot 法用于抗原捡出，并称之为免疫印迹法(immunoblotting)。对应于Southern(DNA分子杂交) 、NoHhern(RNA分子杂交) 。
1981年Burnette 把免疫印迹法称为Western blotting 即蛋白质印迹法-Westernblot 法。[2] 分子生物学、生物化学和免疫遗传学中时常会用到的一种实验方法，并且是一种能对蛋白进行定性和半定量的分析方法。是通过特异性抗体对凝胶电泳处理过的细胞或生物组织样品进行着色，并且通过分析着色的位置和着色深度获得特定蛋白质在所分析的细胞或组织中的表达情况的信息。
蛋白质分析W estern杂交法
DNA 分析Southern 杂交法
均是把电流分离的组分从凝胶转移至一种固相支持体，并均以针对特定氨基酸(Westernblot法) 或核苷酸(Southern杂交法) 序列所制备的特异性样品作为探针检测其相同或相似序列。
蛋白质的探针是抗体，它与附着于固相支持体的靶蛋白所呈现的抗原表位发生特异性反应。
Westernblot 法的主要优点在于，它能够从生物组织的粗提物或部分纯化的粗提物中检测和识别几种特异的蛋白质。将聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PAGE) 分离的蛋白质从聚丙烯酰胺凝胶上通过电转移到一张合适的印迹膜上，随后用和灵敏检测系统相偶联的抗体来识别结合在膜上的一种或几种蛋白质。这一技术的灵敏度能达到标准的固相放射免疫分析的水平而又无需像免疫沉淀法那样必须对靶蛋白进行放射性标记。因此要对非放射性标记蛋白组成的复杂混合物中的某些特定蛋白进行鉴别和定量时，Westernblot 法极为有用。
由于蛋白质的电泳分离几乎总在变性条件下进行，因此溶解、聚集以及靶蛋白与外来蛋白的共沉淀等诸多问题全都无需加以考虑。
启动子是DNA 模板上专一地与RNA 聚合酶结合并决定转录从何处起始的部位，也决定基因的转录效率。生物中有许多启动子，如大肠杆菌约有2000个启动子。各启动子的效率可不相同，大肠杆菌的强启动子每2秒钟启动一次转录，而弱启动子每10分钟才启动一次，从百多个大肠杆菌启动子结构的分析，得知两个强启动子的同源序列的中心在转录起始部位（基因编码链上第一个核苷酸） 5'侧约10和35个核苷酸处，弱启动子序列中往往有多处核苷酸被置换。许多原核生物都含有这两个重要的启动子区：
真核生物的启动子部位与原核生物不同，而且启动转录的活性，除需启动子外，还需某些外加序列。
启动子在遗传学中是指一段能使基因进行转录的去氧核糖核酸（DNA ）序列。启动子可以被RNA 聚合酶辨认，并开始转录。在核糖核酸（RNA ）合成中，启动子可以和决定转录的开始的转录因子产成相互作用，继而控制细胞开始生产哪一种蛋白质。
完全的启动子称为规范序列。
3 启动子元件
启动子代表一些重要的元件可以与其他调节区域（如增强子、沉默子、边界元件或绝缘子）合作一致，以主导基因转录的水平。由于启动子一般都是在基因的上游，启动子所在的位置或是转录起始点会由+1开始编号。上游的位置所以都是由+1逆数的负数，例如-100就是位置100的上游碱基对。以下是各种启动子：
核心启动子是引发转录的必要部份及转录起始点，位置约为-35。且是RNA 聚合酶的结合位点及一般转录因子结合位点。 近端启动子是基因的近端序列上游，包括一些基本的调控元件，位置约为-250，且是特定转录因子结合位点。 远处启动子是基因的远处序列上游，包括一些额外的调控元件，影响力较近端启动子弱。它是在上游更远的位置（但不是位置性的增强子或调控区域），是特定转录因子结合位点。
启动子规范序列的用途一般都是有问题的，且可引致对启动子序列的误解。在规范序列中，转录因子结合位点在特定细胞情况下有一个单独的序列会与蛋白质牢固地结合。但是自然选择会偏向较低能量的结合，作为一种调节转录输出。这种最普遍的序列称为野生型序列。这纵然不是最有利的序列，最近证据显示多种基因（包括原癌基因）都有G 四股结构作为潜在调控信号。
在演化生物学的一个主要问题是修补启动子序列在演化过程中的重要性，例如人类血统从黑猩猩分开后的改变。某些演化生物学家建议启动子的演化或调节区域可能比序列编码更重要。
5侧翼区
DNase I 足迹法（footprinting ）
方法原理：
先将待测双链DNA 片段中一条单链的一端选择性地进行末端标记, 然后加入恰当浓度的DNase Ⅰ, 使在DNA 链上随机形成缺口, 经变性后电泳分离, 放射自显影, 即可形成以相差一个核苷酸为梯度的DNA 条带。但当DNA 片段与相应的序列特异性DNA
结合蛋白结合后,DNA 结
合蛋白可保护相应的DNA 序列不受DNase Ⅰ的攻击, 因而在放射自显影图谱上,DNA 梯度条带在相应于DNA 结合蛋白的结合区域中断, 从而形成一空白区域, 恰似蛋白质在DNA 上留下的足迹, 因而被形象地称作足迹法。如果同时进行DNA 化学测序, 即可判断出结合区的精确顺序。
具体操作步骤（举具体的例子）：
探针制备及纯化 分别以BamH Ⅰ(标记Lower strand)和Xho Ⅰ(标记Upper strand)酶切含104bp 启动子片段的质粒pEGFP2104, 回收纯化后依次加入5μl 10×Klenow 缓冲液,2μl 115 mmolPLdGTP 、dCTP 和dTTP 混合物,2μl α232 P2dATP,1μl 的Klenow 酶, 加水补至50μl 混匀后,37℃温育20min, 对两个3′粘端补平, 并参入同位素进行标记。标记后用Xho Ⅰ和BamH Ⅰ进行酶切, 电泳回收标记后的启动子片段备用.
DNase Ⅰ足迹分析样品处理 根据对A33表达情况的检测[11],本实验以LoVo 细胞为A33基因表达的阳性细胞,293细胞为阴性对照。在Eppendorf 管中混合下列成分:5μl 5×结合缓冲液, 一端标记的探针(cpm值为104),LoVo(分30μg 和60μg 两组) 和293细胞核蛋白(60μg),poly(dI2dC)·poly
dI2dC)1μl, 用去离子水调至50μl 体积。不加核蛋白的对照组加入40μg BSA。室温放置30min 。加入5μl 10×Ca2+PMg2+室温放置1min 。加入适量的DNase Ⅰ室温作用1min, 立即加入140μl 终止液(012molPL NaCl,20mmolPL EDTA pH 810 ,1% SDS,0125gPL carrier RNA) 终止反应。加入200μl Tris饱和酚：氯仿(1∶1) 抽提一次。将水相转移至另一Eppendorf 管中, 加入500μl 无水乙醇于-80℃沉淀30min 。12000g 离心10min, 弃上清。用75%乙醇漂洗2次, 干燥后溶于3μl 甲酰胺上样缓冲液中。G+A化学测序反应 在Eppendorf 管中加入一端标记的探针(cpm值为105),015μgP μl 的小牛胸腺DNA 2μl, 用TE 将总体积调整至10μl 。加入1μl 4%甲酸,37℃温育25min 。将样品置于冰上冷却, 加入150μl 1molPL 哌啶,90℃温育30min 。样品置于冰上5min, 加入1ml 正丁醇, 震荡混匀。高速离心2min 沉淀DNA, 弃上清。用150μl 1% SDS溶解沉淀。加入1ml 正丁醇剧烈震荡, 高速离心2min, 去除上清。用015ml 正丁醇漂洗2次, 干燥后溶于10μl 上样缓冲液中。
电泳及结果分析 将足迹实验样品及G+A化学测序样品上6%聚丙烯酰胺变性凝胶电泳分离。50W 恒功率电泳约115h 至溴酚蓝前沿到达底端. 将凝胶转移至滤纸上,80℃真空干燥1h 。于-80℃放射自显影48h 。
DNase I 足迹试验是一种鉴别RNA 聚合酶等蛋白质在DNA 上结合位点的方法，它不仅能找到与特异性DNA 结合的目标蛋白，而且能告知目标蛋白结合在哪些碱基部位。
DNase I足迹试验定义
蛋白质结合在DNA 片段上，能保护结合部位不被DNase 破坏，DNA 分子经酶切作用后遗留下该片段(亦称“足迹”) ，进而可以确定它的序列。在电泳凝胶的放射性自显影图片上，相应于蛋白质结合的部位没有放射性标记条带。
DNase I 足迹试验是一种鉴别RNA 聚合酶等蛋白质在DNA 上结合位点的方法，它不仅能找到与特异性DNA 结合的目标蛋白，而且能告知目标蛋白结合在哪些碱基部位。足迹试验的方法较多，常用的有DNase I 足迹试验和硫酸二甲酯足迹试验(dimethylsulfate，DMS) ，两者原理基本相同。
DNase I足迹试验的实验流程
DNase I 足迹试验的实验流程如下：①待检双链DNA 分子用P 作末端标记，通常只标记一端；②蛋白质与DNA 混合，等两者结合后，加入适量的DNase I ，消化DNA 分子，控制酶
的用量，使之达到每个DNA 分子只发生一次磷酸二酯键断裂，并列设置未加蛋白质的对照；③从DNA 上除去蛋白质，将变性的DNA 加样在测序凝胶中作电泳和放射性自显影，与对照组相比后解读出足迹部位的核苷酸序列。
DNA 甲基化
（英语：DNA methylation）为DNA 化学修饰的一种形式，能在不改变DNA 序列的前提下，改变遗传表现。为外遗传编码（epigenetic code ）的一部分，是一种外遗传机制。DNA 甲基化过程会使甲基添加到DNA 分子上，例如在胞嘧啶环的5' 碳上：这种5' 方向的DNA 甲基化方式可见于所有脊椎动物。
在人类细胞内，大约有1%的DNA 碱基受到了甲基化。在成熟体细胞组织中，DNA 甲基化一般发生于CpG 双核苷酸（CpG dinucleotide ）部位；而非CpG 甲基化则于胚胎干细胞中较为常见。DNA 甲基化可能使基因沉默化，进而使其失去功能。此外，也有一些生物体内不存在DNA 甲基化作用。
组蛋白（histones ）真核生物体细胞染色质中的碱性蛋白质，含精氨酸和赖氨酸等碱性氨基酸特别多，二者加起来约为所有氨基酸残基的1/4。组蛋白与带负电荷的双螺旋DNA 结合成DNA-组蛋白复合物。因氨基酸成分和分子量不同，主要分成5类。组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白，是一类小分子碱性蛋白质，有六种类型：H1、H2A 、H2B 、H3、H4及古细菌组蛋白，它们富含带正电荷的碱性氨基酸，能够同DNA 中带负电荷的磷酸基团相互作用
转录因子（Transcription factors ，TFs) 。
真核生物转录起始十分复杂，往往需要多种蛋白因子的协助，转录因子与RNA 聚合酶Ⅱ形成转录起始复合体，共同参与转录起始的过程。根据转录因子的作用特点可分为二类；第一类为普遍转录因子, 它们与RNA 聚合酶Ⅱ共同组成转录起始复合体时，转录才能在正确的位置开始。除TF ⅡD 以外，还发现TF ⅡA ，TF ⅡF ，TF ⅡE ，TF ⅡH 等，它们在转录起始复合体组装的不同阶段起作用。第二类转录因子为组织细胞特异性转录因子，这些TF 是在特异的组织细胞或是受到一些类固醇激素\生长因子或其它刺激后，开始表达某些特异蛋白质分子时，才需要的一类转录因子。RNA 的转录合成从化学角度来讲类似于DNA 的复制，多核苷酸链的合成都是以5’→3’的方向，在3’-OH 末端与加入的核苷酸磷酸二酯键，但是，由于复制和转录的目的不同，转录又具有其特点：（1）对于一个基因组来说，转录只发生在一部分基因，而且每个基因的转录都受到相对独立的控制（图17-2）；（2）转录是不对称的。（3）转录时不需要引物，而且RNA 链的合成是连续的。转录因子(transcription factor)是一群能与基因5`端上游特定序列专一性结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。
分类
真核生物在转录时往往需要多种蛋白质因子的协助。一种蛋白质是不是转录机构的一部分往往是通过体外系统看它是否是转录起始所必须的。一般可将这些转录所需的蛋白质分为三大类：
亚基
RNA 聚合酶的亚基，它们是转录必须的，但并不对某一启动子有特异性。
复合物
某些转录因子能与RNA 聚合酶结合形成起始复合物，但不组成游离聚合酶的成分。这些因子可能是所有启动子起始转录所必须的，但亦可能仅是譬如说转录终止所必须的。但是，在这一类因子中，要严格区分开哪些是RNA 聚合酶的亚基，哪些仅是辅助因子，是很困难的。
特异顺序
某些转录因子仅与其靶启动子中的特异顺序结合。如果这些顺序存在于启动子中，则这些顺序因子是一般转录机构的一部分。如果这些顺序仅存在于某些种类的启动子中，则识别这些顺序的因子也只是在这些特异启动子上起始转录必须的。
黑腹果蝇的RNA 聚合酶需要至少两个转录因子方能在体外起始转录。其中一个是B 因子，它与含TATA 盒的部位结合。人的因子TF ⅡD 亦和类似的部位结合。同样，CTF(CAAT结合因子) 则与腺病毒的主要晚期启动子中与CAAT 盒同源的部位相结合。结合在上游区的另一个转录因子是USF(亦称MLTF) ，则可以识别腺病毒晚期启动子中靠近-55的顺序。转录因子Sp1则能和GC 盒相结合。在SC40启动子中有多个GC 盒，位于-70到-110之间。它们均能和Sp1相结合。然而含有GC 盒的不同的DNA 顺序与Sp1的亲和力却各不相同。可见GC 盒两侧的顺序对Sp1-GC 盒的结合究竟如何能影响转录。有时候需要几个转录因子才能起始转录。例如胞苷激酶的启动子需要Sp1与GC 盒结合和CTF 与CAAT 盒结合; 腺病毒晚期启动子需要TF ⅡD 与TATA 盒结合和USF 与其邻近部位相结合。以上所述的因子是一般转录都需要的，似乎并没有什么调节功能。另一些转录因子则可以调控一组特殊基因的转录。热休克基因就是一个很好的例子。真核生物的热休克基因在转录起始点的上游15bp 处有一个共同顺序。HSTF 因子仅在热休克细胞中有活性。它与包括热休克共同顺序在内的一段DNA 相结合，所以这个因子的激活可以引起约包括20个基因的一组基因起始转录。在这里，转录因子和RNA 聚合酶Ⅱ之间关系很类似细菌的σ因子与核心酶之间的关系。
转录因子是一种具有特殊结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子，也称为反式作用因子。特异型转录因子，能够选择性调控某种或某些基因的转录表达。典型的转录因子含有DNA 结合区 (DNA-binding domain)、转录调控区 (activation domain)、寡聚化位点
(oligomerization site) 以及核定位信号 (nuclear localization signal) 等功能区域。这些功能区域决定转录因子的功能和特性 (Liu et al., 1999)。DNA 结合区带共性的结构主要有：1）HTH 和 HLH 结构：由两段α-螺旋夹一段β-折叠构成，α-螺旋与β-折叠之间通过β-转角或成环连接，即螺旋-转角-螺旋结构和螺旋-环-螺旋结构。2）锌指结构： 多见于 TFIII A 和类固醇激素受体中，由一段富含半胱氨酸的多肽链构成。每四个半光氨酸残基或组氨酸残基螯合一分子 Zn2+ ，其余约 12-13 个残基则呈指样突出，刚好能嵌入 DNA 双螺旋的大沟中而与之相结合。3）亮氨酸拉链结构：多见于真核生物 DNA 结合蛋白的 C 端，与癌基因表达调控有关。由两段α - 螺旋平行排列构成，其α - 螺旋中存在每隔 7 个残基规律性排列的亮氨酸残基，亮氨酸侧链交替排列而呈拉链状，两条肽链呈钳状与 DNA 相结合。
转录调控区
同一家族的转录因子之间的区别主要在转录调控区。转录调控区包括转录激活区
(transcription activation domain) 和转录抑制区 (transcription repression domain) 二种。近年来，转录的激活区被深入研究。它们一般包含DNA 结合区之外的30-100个氨基
酸残基，有时一个转录因子包含不止一个转录激活区。如控制植物储藏蛋白基因表达的VP1和PvALF 转录因子，它们的N-末端酸性氨基酸保守序列都具有转录激活能力，与酵母转录因子GCN4和病毒转录因子的VP16的酸性氨基酸转录激活区有较高同源性 (Bobb et al., 1996) 。典型的植物转录因子激活区一般富含酸性氨基酸、脯氨酸或谷氨酰胺等，如GBF (G-box binding factor) 含有的GCB 盒 (GBF conserved box) 激活结构域(lunwen114 and Bevan, 1998)。
转录抑制区
也是转录因子调控表达的重要位点，但是对其作用机理研究尚不深入。可能的作用方式有三种：1）与启动子的调控位点结合，阻止其它转录因子的结合；2）作用于其它转录因子，抑制其它因子的作用；3）通过改变DNA 的高级结构阻止转录的发生。
转录因子必须在核内作用，才能起到调控表达的目的。因此，转录因子上的核定位序列是其重要的组成部分。一般一个或多个核定位序列在转录因子中不规则分布，同时也存在不含核定位序列的转录因子，它们通过结合到其它转录因子上进入细胞核。核定位序列一般是转录因子中富含精氨酸和赖氨酸残基的区段。目前，水稻中的GT-2、西红柿中的HSFA1-2、玉米的O2和碗豆的PS-IAA4和6等转录因子中的核定位序列都已被鉴定 (Boulikas, 1994; Dehesh et al., 1995; Lyck et al., 1997; Varagona et al., 1992; Abel and Theologis, 1995) 。
绝大多数转录因子结合 DNA前需通过蛋白质-蛋白质相互作用形成二聚体或多聚体。所谓二聚体化就是指两分子单体通过一定的结构域结合成二聚体，它是转录因子结合DNA 时最常见的形式。由同种分子形成的二聚体称同二聚体，异种分子间形成的二聚体称异二聚体。这种多聚体的形成是转录因子上的寡聚化位点 (oligomerization site) 相互作用的结果，寡聚化位点的氨基酸序列很保守，大多与DNA 结合区相连并形成一定的空间构象。除二聚化或多聚化反应，还有一些调节蛋白不能直接结合DNA ，而是通过蛋白质－蛋白质相互作用间接结合DNA ，调节基因转录，这样就形成了一个表达调控的复合物。
作用
是通过和顺式因子的互作来实现的。这段序列可以和转录因子的DNA 结合域实现共价结合，从而对基因的表达起抑制或增强的作用。
目前，人工转录因子(Artificial Transcription Factor ，ATF) 的构建已用于转录因子的生物学功能研究中起到重要作用。ATF 是指将不同的DNA 结合结构域与效应结构域组合在一起，人为地构建具有新的序列特异性与作用效果的转录因子 ，在基础研究、药物设计以及基因治疗等领域得到了广泛研究，目前研究较多的ATF 主要为C2H2型锌指结构。
Myo D
全称Myogenic Differentiation Antigen，成肌分化抗原，是以其命名的一个转录因子家族的重要成员。该家族成员的时空表达具有特异性，同时彼此之间有较大差异，但是都参与成肌细胞向肌细胞的分化过程，是对于肌肉组织发育具有重要作用的转录因子家族。
c-myc 基因是myc 基因家族的重要成员之一，c-myc 基因既是一种可易位基因，又是一种多种物质调节的可调节基因，也是一种可使细胞无限增殖，获永生化功能，促进细胞分裂的基因，myc 基因参于细胞凋零，c-myc 基因与多种肿瘤发生发展有关。
表观遗传学（英语：epigenetics ）又译为表征遗传学、拟遗传学、表遗传学、外遗传学以及后遗传学，在生物学和特定的遗传学领域，其研究的是在不改变DNA 序列的前提下，通过某些机制引起可遗传的基因表达或细胞表现型的变化[1]。
表征遗传现象包括DNA 、RNA 干扰、组蛋白修饰等。其研究内容主要包括两类，一类为基因选择性转录表达的调控，有DNA 甲基化、基因印记、组蛋白共价修饰和染色质重塑；另一类为基因转录后的调控，包括基因组中非编码RNA 、微小RNA 、反义RNA 、内含子及核糖开关等。表征遗传学指基因组相关功能改变而不涉及核苷酸序列变化。例如DNA 和组蛋白修饰，两者均能在不改变DNA 序列的前提下调节基因的表达；阻遏蛋白通过结合沉默基因从而控制基因的表达。这些变化可能可以通过细胞分裂而得以保留，并且可能持续几代。这些变化都仅是非基因因素导致的生物体基因表现（或“自我表达”）的不同[2]，由于目前尚不清楚组蛋白的化学修饰是否可遗传。在真核生物中主要表现在细胞分化过程。在胚胎形态形成过程中，全能干细胞将分化成完全不同的细胞，也就是说，一个受精卵细胞分化出各种不同类型的细胞，包括神经细胞、肌肉细胞、上皮细胞、血管内皮细胞等，并通过抑制其他细胞和激活相关基因而进行持续的细胞分裂。关于表征遗传学的共识，即“由染色体改变所引起的稳定的可遗传的表现型，而非DNA 序列的改变。“表征基因组”是“基因组”的平行词，指的是一个细胞的整体表征遗传状态。“遗传密码”与“表征遗传密码”对应，用于描述不同细胞产生不同表现型的一系列表征遗传特征。“表征遗传密码”可代表细胞的总体状态，按每个分子在表征遗传地图上所占的位置，可得出DNA 甲基化和组蛋白修饰状态的特定基因组区域的基因表达图表。表征遗传的改变可以导致特定基因的激活，而不必改变DNA 序列。此外，染色质蛋白与DNA 相关联可能被激活或沉默。这是不同的细胞在多细胞有机体中只表达其活动必需基因的原因。当细胞进行分裂时，表征遗传的变化得以保存。
大多数表征遗传变化只发生在生物个体的一生中，但是，如果形成受精卵的精子或卵细胞发生了基因失活，那么这种表征遗传变化将被传递给下一代。由此拉马克学说提出了一个问题：这种生物体表征遗传的变化是否可改变DNA 的基本结构。
特殊的表征遗传过程包括副突变、书签、基因组铭印、基因沉默、X 染色体去活化、位置效应、重构、缩并、母体效应、致癌过程、致畸剂影响、组织蛋白修饰及异染色质的调控，最后是受技术局限的单性生殖及克隆。
DNA 损伤也会导致表征遗传变化。DNA 损伤发生频繁，人体平均每天会发生10000次。这些损伤大部分被修复，但在DNA 修复时仍然可能发生表征遗传变化。尤其是双链DNA 的断裂可能会引起未编程的表征遗传基因沉默，导致DNA 甲基化和促进沉默蛋白质组的修饰（染色质重构）。此外，多聚二磷酸腺苷核糖酶（Parp1酶）及其产物多聚二磷酸腺苷核糖（PAR ）在修复过程中会积聚DNA 的损伤。这种累积，反过来，直接补充和激活染色质重塑蛋白ALC1进而导致核小体的重构。而核小体的重构会导致DNA 修复基因MLH1的沉默。能造成DNA 损伤的化学物质，如苯、对苯二酚、苯乙烯、四氯化碳和三氯乙烯，可通过激活氧化应激通路导致大量的DNA 低甲基化。细胞核个体的表现型受到自身基因转录的影响，因此可遗传的转录能提高表征遗传效应。基因表达分多层调控，基因调控的一种途径是通过染色质重构。染
色质是DNA 和组蛋白结合的复合体，DNA 缠绕着组蛋白球体，若DNA 缠绕组蛋白的方式发生改变，基因表达也将改变。染色质重构通过以下两个主要机制完成：
1. 第一条途径是组成组蛋白的氨基酸的平移修改。组蛋白由长链氨基酸构
成，如果链中的氨基酸改变，组蛋白的形态将发生改变。复制期间的DNA 并非完全解链，因此，经过修改的组蛋白可能被用于每个新复制的DNA ，这些组蛋白将作为模板，以新的方式合成新形态的组蛋白。通过改变周围蛋白的形态，这些修改的组蛋白将确保分化的细胞保持分化状态，而不是重新回到干细胞状态。 2. 第二条途径是通过增加位于CpG 岛上的DNA 的甲基，使胞嘧啶转化为5-
甲基胞嘧啶。5-甲基胞嘧啶同正常的胞嘧啶一样与鸟嘌呤配对，然而，基因组某些区域的甲基化较多，甲基化较高的区域通过不完全清楚的机制使得转录的活力减小。甲基化的胞核嘧啶也可以从父母一方的生殖细胞保留在受精卵中，标记染色体遗传自双亲（遗传印记）。
细胞分化过程中DNA 甲基化将导致组蛋白性状的变化。某些酶（如DNMT1 ）对甲基化胞嘧啶有较高的亲和力。如果这种酶达到DNA 的“半甲基化”部分（两条DNA 链中只有一个甲基胞嘧啶），这种酶将催化另一部分。
虽然组蛋白修饰发生在整个序列中，非结构化的N-末端的蛋白（称为组蛋白尾端）特别容易被修改。这些修改包括乙酰化，甲基化，泛素化，磷酸化和修饰作用。乙酰化是这些修饰中研究得最多的。例如，组蛋白H3尾部的K14和K9赖氨酸被组蛋白乙酰转移酶（HATs ）乙酰化通常与转录能力有关。
有人认为这种与“激活的”转录有关的乙酰化倾向于是一种生物物理学改变。因为通常在组蛋白末端有一个带正电荷的氮，赖氨酸可以与DNA 主链带负电荷的磷酸盐结合。乙酰化使侧链上带正电荷的氨基团变成中性的酰胺键。正电荷的去除，使DNA 从组蛋白上解开。这时，SWI/SNF和其他转录因子复合体就可以结合到DNA 上使转录开始。这是表征遗传作用的“顺式”模型。就是说，组蛋白尾部改变对于DNA 本身有一种直接效应。
另一种表征遗传作用模型是“反式”模型。在这个模型中，组蛋白尾部改变对DNA 起间接作用。例如，赖氨酸乙酰化可以为染色质修饰酶（和基础转录装置）产生一个结合位点，然后该染色质重构体导致染色质状态改变。实际上，布罗莫结构域——一个特异性与乙酰-赖氨酸结合的蛋白片段（域）——发现其帮助很多酶激活转录，包括SWI/SNF复合体（在polybromo 蛋白上）。乙酰化可能作用于此和之前的途径而帮助转录激活。
组蛋白甲基化也证实了由相关因素导致的对接模块作为一种修饰方式的推断。组蛋白H3赖氨酸9的甲基化与组成型转录沉默染色质（组成型异染色质）有关。已确定转录阻遏蛋白HP1的一个染色质域（特异性结合甲基-赖氨酸的域）在HP1到K9的甲基化区域发挥作用。而一个看起来像反驳甲基化的生物物理学模型，赖氨酸4上的组蛋白H3的三甲基化与转录激活强相关（且完全需要）。三甲基化将在组蛋白尾部引进一个固定正电荷。
已研究证明，组蛋白赖氨酸转甲基酶（KMT ）在组蛋白H3和H4模式中负责甲基化激活。该酶利用一个叫SET 域（Suppressor of variegation，zeste 增强子，Trithorax ）的催化活性位点。SET 域是一个130个氨基酸的序列，参与调控基因活化。已证实其可与组蛋白尾部结合，导致组蛋白甲基化。
不同的组蛋白修饰可能通过不同的方式起作用；一个位置的乙酰化可能比另一个位置的乙酰化发挥更加不同的作用。另外，同时可以发生多重修饰，这些修饰可以一起工作来改变核小体的行为。多重动态修饰以一种系统的和可繁殖的方式调节基因转录叫做组蛋白密码。 DNA 甲基化频繁发生于重复序列，帮助抑制表达和“转座子”的流动性：：[37]由于5-甲基胞嘧啶可以自发脱氨基（用氧替代氮）变成胸苷，除了CpG 岛保持未甲基化外，CpG 位点经常发生变化，其在基因组中逐渐变得稀少，。因此这种类型的表征遗传改变具有直接增加永久的基因突变频率的潜力。已知DNA 甲基化通过至少三个独立的DNA 甲基转移酶的复杂的相互作用而对环境因子做出反应，从而使其得以建立和修改，DNMT1，DNMT3A 和DNMT3B ，其中任何一个缺失对于小鼠都是致命的。DNMT1在体细胞中是最多的转甲基酶，[38][39]局限在复制中心。对于半甲基化的DNA 具有10-40倍的优先权，并与增殖细胞核抗原（PCNA ）发生相互作用。
通过优先修饰半甲基化的DNA ，DNMT1在DNA 复制后将甲基化模式转移给一条新的合成链，因此经常作为“维持”甲基转移酶被提及。DNMT1对于适当的胚胎发育、印刻铭记和X 失活是必需的。为了强调这个遗传分子机制与权威的瓦特生-克里克遗传信息的碱基配对遗传机制的区别，引进了“表征遗传模板”这个术语。此外，除了维持和传送甲基化DNA 状态，相同的原理也能作用于保持和传送组蛋白修饰，甚至细胞质（结构上）的遗传状态。
组蛋白H3和H4也能利用组蛋白赖氨酸脱甲基酶（KDM ），通过反甲基化而调节。这个最近被确认的酶有一个叫Jumonji 域（JmjC ）的催化活性位点。当JmjC 使用多个辅助因子使甲基团羟基化时，发生了反甲基化，由此除去甲基。JmjC 能够对单、双和三甲基化底物进行脱甲基。
染色体区域能够采用稳定的和可遗传的二选一的状态导致无DNA 序列变化的双稳态的基因表达。表征遗传控制经常与非正统的组蛋白共价修饰有关。的染色体区域的稳定性和遗传性状态经常被认为包含正反馈，在那里被修饰的核小体动员酶对附近的核小体进行类似的修饰。这一发现证实了表征遗传学的一种简化随机模型。
由于DNA 甲基化和染色质重塑在很多表征遗传类型中发挥着核心作用，“表征遗传”这个词有时被用来作为这些过程的一个同义词。然而，这可能是有误导性。染色质重塑不一定遗传，而且不是所有的表征遗传都包括染色质重塑。
有人认为组蛋白密码能够被小RNAs 的作用所调节。最近发现和界定的一种大量的小的（21-到26-nt ）非编码RNAs ，提示有一种RNA 组分可能参与表征基因调控。小干扰RNAs 能通过靶启动子的表征遗传调节来调节转录基因表达。
RNA 转录本及其编码蛋白
有时，一个基因被发动后转录成保持该基因活性的产物（直接或间接）。例如，Hnf4和MyoD 通过编码蛋白的转录因子活性而分别加强很多肝脏和肌肉特异性基因的转录，包括它们自己的转录。RNA 信号传输包括有区别的募集同层次的一般染色质修饰复合体和在分化及发展中通过RNAs 使DNA 转甲基酶到特定的位点。[53]其他表征遗传变异由RNA 不同粘接形式的产物或双链RNA （RNAi ）的形成来介导。即使基因活化的原始刺激已经不存在，基因被发动的细胞的后代也将继承这种活性。这些基因对一些系统合胞体或缝隙连接很重要，常常被信号转导打开或关闭，，RNA 可以通过扩散直接传播到其他细胞或细胞核中。大量RNA
和蛋白通过母亲卵子形成过程或通过足细胞促成受精卵，导致母体效应的表型。少量精子RNA 来自于父亲，但最近证明该表征遗传信息能导致几代后代的明显改变。
微小RNAs
微小RNAs （miRNAs ）是非编码RNAs 的成员，大小范围从17到25个核苷酸。正如王等研究的，微小RNAs 调节植物和动物各种各样的生物功能。迄今为止，2013年在人类中以发现大约有2000种微小RNAs ，都可以在在线微小RNAs 数据库中找到。在细胞中表达的每一种微小RNAs 可靶向约100到200种由其下调的信使RNAs 。多数信使RNAs 的下调通过靶向信使，使RNA 发生衰退，另一些下调发生在翻译成蛋白的水平。
大约60%的人类蛋白编码基因由微小RNAs 调节。很多微小RNAs 由表征遗传调控。约50%的微小RNA 基因与CpG 岛有关，其可能被表征遗传甲基化抑制。来自甲基化的CpG 岛的转录被强烈抑制并可遗传。其他微小RNAs 通过组蛋白修饰或通过DNA 甲基化和组蛋白修饰组合来进行表征遗传调节
小RNAs[编辑]
小RNAs 是在细菌中发现的小的（50-250的核苷酸），高度结构化的，非编码的RNA 片段。小RNAs 控制基因表达，包括病原体毒力基因，并被认为是与细菌耐药性作斗争的新靶点。小RNAs 在很多生物进程中发挥重要作用，与原核生物靶向信使RNA 和蛋白结合。对小RNAs 的系统发育分析，例如通过小RNA-信使RNA 靶向互动或蛋白结合特性，可建立综合数据库。同时也建立了与微生物基因组的目标相关的小RNA-基因图谱。
朊病毒
朊病毒是蛋白质有传染性的部分。通常，蛋白质折叠成执行不同细胞功能的不相关的单元，但有些蛋白质也能形成有传染性的构象状态，如已知的感染性蛋白质。虽然曾经认为朊病毒具备将相同蛋白质的其他原生状态催化转变为一种有传染性构象状态的能力，但在以后的研究中，又认为其是表征遗传的代理，具有不修饰基因组而引起表型改变的能力。
真菌朊病毒被认为具有表征遗传，原因是由感染性蛋白质引起的感染性表型能够不修饰基因组而遗传。1965年和1971年在酵母菌中发现的PSI+和URE3，是这种感染性蛋白质中研究最为充分的两个。阮病毒可以通过抑制表型效应蛋白的聚集, 从而降低蛋白质的活性。在PSI +细胞,Sup35蛋白质的损失(参与翻译终止) 导致核糖体终止密码子翻译率更高, 抑制其他基因中无意义突变。Sup35形成朊病毒的能力可能一直存在。它可以赋予细胞适应性优势，使之能够切换到PSI+状态，表达休眠基因，而通常，这些特性被终止密码子突变所抑制。
结构遗传系统
在纤毛虫像是四膜虫和草履虫中，基因完全相同的细胞在其表面有着不同且可遗传的纤毛纹，以实验改变的纤毛纹可传给子代，似乎存在一种结构起到模板的作用，这种遗传机制尚未清楚，但有理由假设多细胞生物也会利用现存的细胞结构来组装个新的。
功能和影响
发育[
体细胞表征遗传通过表征遗传修饰，特别是通过DNA 甲基化和染色质重塑，在多细胞真核生物的发育中非常重要。基因组序列不变（有一些值得注意的例外），但细胞区分为很多不同的类型，执行不同的功能，对环境和细胞间的信号做出不同的反应。因此，作为个体发育，成形素激活或抑制在一种表征遗传方式里的沉默基因，赋予细胞一个“记忆”。在哺
乳动物中，多数细胞终末分化，仅干细胞保留分化成几种细胞类型的能力（“全能性”和“多潜能性”）。在哺乳动物中，一些干细胞在整个生命中持续产生新分化的细胞，但哺乳动物不能对一些组织的失去做出反应，例如，不能再生肢体，而其他一些动物可以。不像动物，植物细胞不终末分化而保持全能，具有产生一个新植物个体的能力。虽然植物像动物一样利用很多相同的表征遗传机制，例如染色质重塑，已有假说认为一些种类的植物细胞不使用或不要求“细胞记忆”，而用来自环境和周围细胞的位置信息重新设置其基因表达方式来决定其命运。
表征遗传可分为预定的和基于概率的。预定的表征遗传是一种从DNA 的结构性发展到蛋白质的功能成熟的单向运动。“预定”在这里指发展是照本宣科和可预见的。另一方面，基于概率的表征遗传是一种随着经历和外部造型的发展的双向结构-功能发育。
医学
表征遗传有各种各样的潜在的医学上的应用，同时它在世界上也趋向多面性。[78]先天性遗传性疾病很好理解，表征遗传能够发挥作用也很清楚，例如天使人症候群和普瑞德威利症候群。这些疾病像一般的遗传疾病一样由基因缺失或基因失活导致。但是由于基因组铭印的关系，个体本质上是半合子，因此敲除单个基因即足以致病，不像其它的遗传疾病需要两个拷贝都被敲除，所以这些疾病特别容易发生。
进化
当表征遗传改变可遗传时，表征遗传可影响进化。一个隔离的种系或魏斯曼屏障对于动物是特异的，表征遗传在植物和微生物中更为普遍。Eva Jablonka和Marion Lamb已经争论过这些作用，认为可能需要推进现代综合进化论标准的概念框架。其他进化生物学家则建议结合表征遗传与群体遗传学模型或表示公开怀疑。
表征遗传有两个重要方式，可与传统遗传相区别，对于进化有重要的作用，这就是表突变率比一般突变率快得多及表突变更容易逆转。种表征遗传要素，如PSI 阳性系统可充当“临时替代者”，由于短期适应足够好，使得此血统存活足够长，直到突变和/或复合以遗传同化适应性的表型改变。这种存在可能增强一个物种的进化力。
样本
观遗传改变已被观察到在对环境暴露产生反应时发生，例如，给予膳食补充剂的小鼠具有影响基因表达的表征遗传改变，影响其毛色，体重和患癌症的倾向。
就人类在不同环境暴露下来说，Fraga 等研究年轻的和年老的单卵双胞胎。发现尽管这些双胞胎在早年很难从表征遗传上区分，但老年双胞胎在5-甲基胞嘧啶DNA 和组蛋白乙酰化的整体含量及基因组分布上具有显著差异。共度时间较短的双胞胎和/或医疗史差异较大的双胞胎在5甲基胞嘧啶DNA 和组蛋白H3及H4乙酰化水平差异也更大。
在广泛的有机体范围内，包括原核生物，植物和动物，已有超过100种的跨代的表征遗传现象被报道。
最近的分析提示，胞嘧啶脱氨酶APOBEC/AID家族的成员能够利用类似的分子机制同时调节基因的和表征的遗传。
人类的表征遗传效应
基因组印迹和相关疾病
一些人类疾病与基因组印记有关，在哺乳动物中有一种现象，即父亲和母亲在其生殖细胞中对特定的染色体组位点贡献不同的表征遗传模式。在人类疾病中众所周知的印记案例是Angelman 综合征和普拉德-威利综合征——两者可由相同的基因突变产生，染色体15q 部分缺失，这个特别的综合征将依赖于突变是继承于母亲还是父亲而发展。原因是在这个区域里存在基因组印记。
Beckwith-Wiedemann 综合征也与基因组印记有关，经常由母体基因组印记的染色体11上的一个区域异常导致。
跨代表征遗传观察
见主要文章 跨代表征遗传 在Överkalix研究中，Marcus Pembrey 等观察到，在19世纪，瑞典男子如在青春期前遭受营养不良，则其孙子可能较少死于心血管疾病。如果这些男子的食物丰富，那其孙子的糖尿病死亡率就增加，提示这是一种跨代的表征遗传。在女性中观察到相反的效应——如女子在在子宫内经历过营养不良（且其卵子正在形成），则其孙女的平均寿命短一些。
表征遗传与发育异常[编辑]
很多致畸剂通过表征遗传机制对胎儿发挥特定作用。表征遗传效应可以保持致畸剂的作用，如己烯雌酚可以影响儿童的整个生命周期，但由父亲暴露引起后代出生缺陷的可能性因为缺乏理论基础而不能成立。然而，一系列由男性介导的异常已被证实，如阿扎胞苷[99] ，FDA 规定，当使用5-阿扎胞苷（当其整合进入DNA 后形成低甲基化胞苷成为不可甲基化类似物的物质）时，“男性应注意避孕”。证据是：5-阿扎胞苷处理过的雄性小鼠繁殖力下降，增加了胚胎丢失和异常胚胎发育的机会。在暴露于吗啡的雄性大鼠的后代中观察到内分泌差异。在小鼠中，己烯雌酚的第二代效应已被描述为是通过表征遗传机制而发生的。
除了形成受精卵的卵子和精子的基因发生表征遗传变化会传递给下一代外，正在发育的胎儿在宫内也会因为母亲暴露于某些因素而发生表征遗传变化。很多流行病学调查显示，胎儿在宫内的生长发育状况与某些成人疾病的发生存在一定的关系。如Barker 著名的“成人疾病胎儿起源”假说。该假说认为，胎儿在孕中晚期营养不良，会引起生长发育失调，且成年后易患冠心病。与低出生体重相关的疾病还包括动脉粥样硬化、冠心病、2型糖尿病等。
表征遗传与癌症
多种复合物被认为是表征遗传致癌物——导致肿瘤发生率增加，但不显示诱变活性（有毒复合物和导致肿瘤发生或复发的病原体应该被排除）。实例包括己烯雌酚，亚砷酸盐，六氯苯和镍复合物。最近的研究已显示，系白血病（MLL ）基因通过在不同染色体中重排和接合其他基因导致白血病，是一个在表征遗传控制下的过程。
其他研究证实，在许多基因中发生的组蛋白乙酰化改变和DNA 甲基化对前列腺癌起作用。前列腺癌的基因表达可被营养和生活方式改变所调节。
2008年国家卫生研究院宣布，在接下来的5年中将投资1.9亿美元用于表征遗传研究。在宣告书中，政府注意到表征遗传具有解释老化机制，人类发育和癌症起源，心脏病，精神疾病及其他的健康状况的潜力。一些研究者，如杜克大学医学中心博士Randy Jirtle认为，在疾病治疗方面，对于以上疾病，表征遗传学研究可能比遗传学具有更大的作用。
在癌症中的DNA 甲基化
DNA 甲基化是一种基因转录的重要的调节器，许多证据已经证实，异常的DNA 甲基化与不定期的基因沉默有关，若在启动子区域具有高水平的5-甲基胞嘧啶，将发生基因沉默。DNA 甲基化在胚胎发育期间是必需的，在体细胞中，DNA 甲基化的方式通常是高保真的传给子细胞。异常的DNA 甲基化模式与大量的人类恶性肿瘤有关，并发现其与正常组织相比存在两种不寻常的形式：超甲基化和低甲基化。超甲基化是主要的表征遗传修饰中的一种，其通过肿瘤抑制基因的启动子区抑制转录。超甲基化通常发生在启动子区的CpG 岛，且与基因失活有关。整体的低甲基化也通过不同机制与癌症的发生和发展有关。
在癌症中的DNA 修复表征遗传学
种系（家族的）突变已在34种导致癌症高风险的不同的DNA 修复基因中被确定，包括如BRCA1和ATM 。这些被列于“DNA repair-deficiency disorder”一文中。然而，由这样的种系突变导致的癌症仅占癌症中非常小的比例。例如，种系突变仅导致2%到5%的结肠癌病例。
内源基因是指生物体自身基因组内的基因
组蛋白（英语：histone ）是染色质的主要蛋白质。它们是脱氧核糖核酸（DNA ）折叠时所依赖的线轴，及在基因表达调控(英语) 中占一角色。组蛋白可以在真核生物的细胞核中发现，除了某些古细菌外，其他细菌则没有组蛋白。这些古细菌的组蛋白可以帮助重整真核生物组蛋白的进化前体。组蛋白在真核生物中是极为保守 (不易突变) 的蛋白质，特别是因它在细胞核内的重要角色。
组蛋白与DNA 有着五种的相互作用：
H2B 、H3及H4的α螺旋两极积聚正电，能与DNA 的带有负电苛的磷酸盐分子团产生相互作用。
在DNA 骨干与氨基之间的氢键对组蛋白的主链。
组蛋白与DNA 的脱氧核糖的非极性相互作用。
碱性氨基酸（如离氨酸及精氨酸）旁链与DNA 磷酸氧旁链之间的盐连及氢键。
H3及H2B 的N 端尾巴的非特定副槽面插入至DNA 分子的两个副槽面。
染色质调控[编辑]
组织蛋白进行翻译后修饰，以更改它与DNA 及其他核蛋白的相互作用。组织蛋白H3及H4有有着核小体伸出的长尾巴，能够在不同的地方进行共价修饰。这种修饰包括有甲基化、瓜氨化、乙酰基化、磷酸化、小泛素相关修饰化、泛素化及二磷酸腺苷核糖基化。组织蛋白核心（即H2A 及H3）亦可以作出修饰。修饰的组合可以组成编码，成为组织蛋白编码。组织蛋白修饰在不同的生物过程起着作用，包括基因表观调控、DNA 修复、有丝分裂及减数分裂 [1]。
组织蛋白修饰的命名是：
先以组织蛋白名称开始，如H3；
单一字母的氨基酸简称，如K 代表赖氨酸，及在蛋白质的位置；及
修饰的种类，Me 即甲基化、P 即磷酸化、Ac 即乙酰化及Ub 即泛素化。
举例来说，H3K4Me 就代表组织蛋白H3从N 端开始起计第4个赖氨酸的甲基化。
甲基化DNA 免疫沉淀（英语：Methylated DNA immunoprecipitation，简称为MeDIP 或mDIP ）在分子生物学中是一种大规模（全染色体或全基因组）纯化技术，被用于富集甲基化的DNA 序列。该技术包括了通过抗5-甲基胞嘧啶（5mC ）的抗体分离出甲基化的DNA 片段。该技术由迈克尔·韦伯及其同事所阐述[1]并为切实可行的甲基组水平鉴定工作铺平了
道路，这是因为经纯化的甲基化DNA 片段可输入到各种高通量DNA 检测方法之中，这些方法包括高分辨率DNA 微阵列（MeDIP-芯片）或下一代测序（MeDIP-seq ）。虽然如此，人们对于甲基组的理解仍处于初级阶段；进行这项研究的复杂之处在于DNA 甲基化有着细胞/组织特异性，这与其它表观遗传学属性（如染色质状态、组蛋白修饰等）类似。