表观遗传学

表观遗传学修饰是功能基因的选择性激活和失活, 与基因结构相比, 它包含了更精确更有序的基因功能信息。表观遗传学的出现，修补或充实了DNA模型结构绝对时空 、"中心法则"所忽略的两个问题，试图与 DNA一级结构决定论，调和它们在时空结构上的矛盾。现在越来越多的证据在向“基因序列决定论”挑战，这其中最突出的就是表观基因组的作用。表观遗传学实际上是功能基因遗传学一DNA二级结构遗传学在DNA、蛋白质分子中的特异性现象。DNA的时空变化以及相互之间诱导力的分子形态变化，遗传、影响和改变了分子表面电荷特性以及分子螺旋构象形态变化，所产生的电荷修饰在DNA、蛋白质中则表现为甲基化、乙酰化等修饰。因此功能基因的表观遗传修饰实际上是DNA、蛋白质时空结构以及DNA、蛋白质量子力学在分子遗传学中的特异性现象。
关键词：功能基因、表观遗传学、电荷修饰、DNA时空遗传学

表观遗传学在分子水平上又称为实验遗传学、化学遗传学、特异性遗传学、后遗传学、表遗传学和基因外调节系统，它是生命科学中一个普遍而又十分重要的新的研究领域。它与分子遗传学是相对应的概念。在DNA序列没有发生变化时，能通过基因修饰，DNA与蛋白质的相互作用，而影响和调节了DNA功能和特性，并且通过细胞分裂和增殖影响遗传的一门新的学科。表观遗传学是1942年由Waddington首先提出，它在肿瘤、免疫等许多疾病的发生和防治中亦具有十分重要的意义，但它却似无名的孤儿无家可归。分子遗传学的基础是以DNA序列结构作为遗传的，然而表观遗传学根本没有考虑过它在基因组中的位置，认为只要是DNA序列没有发生变化就有效了，不故一切地背离DNA，但DNA功能基因最终还是承认了表观遗传学就是自己的时空在分子中的表现。

功能基因一基因DNA水平结构及其组成
在基因中，蛋白质与DNA相互作用诱导的氢键能同样也是基因稳定的主要因素。DNA是一个极性分子，DNA分子是通过磷酸二酯键相连的核苷酸链。DNA分子的一端最未了一个核苷酸的脱氧核糖C一5’有一个磷酸基。而另一端的未了一个核苷酸的脱氧核糖的C一3’上有一个自由的羟基，因而使DNA的分子具有极性。DNA分子的极性与蛋白质的极性非常相似。蛋白质分子的一头有自由氨基、另一头有自由的羧基，这与DNA分子的5，磷酸基和3’羟基正好对应。DNA分子的极性与基因表达调节、基因遗传的性质和碱基间的氢键的专一性有着重要与密切的关系。结构与功能都十分复杂的染色体在其组成上却十分简单。基因水平上的功能基因组成主要是由结构蛋白质一非组蛋白一组蛋白一DNA、碱基上的专一性氢键以及RNA所组成。这种水平方向上的重叠结构都是以极性分子之间的相互作用力而诱导碱基上专一性氢键电子产生取向诱导作用。我们知道氢键是以质子相互联系而形成的化学键，DNA分子的两条单链以氢键维持而形成严格有序的双螺旋结构，氢键中质子的摆动能转移能量，此外氢键两端的n电子云有足够的重叠，  n电子可以横越氢桥而实现非定域化有助于实现激发能的蓄存与共振转移。在水平重叠的功能基因中，任何一种极性分子组成，性质变化都能改变诱导作用力改变氢键电子云的重叠而改变氢键能的激发与蓄存量一功能基因信息量。因此DNA氢键键能信息量与同DNA碱基排列组合的信息量同样是及其巨大的。四种碱基排列组合能得出足够多的信息，然而极性分子之间的组成、种类的变化所产生诱导相互作用力的变化，而影响到DNA分子构型的变化，同样也能得出足够多的遗传信息。因此基因线性排列堆积组合的信息量与基因水平重叠的相互诱导力影响的氢键能信息量，这两个方面的信息量才是基因全部信息量的总和。结构基因与功能基因它们相互作用在同一个基因上，实现了量子基因概念的全面统一⑴。

从基因垂直方向一维结构去认识基因，基因是一段DNA分子，基因的结构信息内容编码在 DNA碱基排列顺序之中，碱基的种类以及彼此之间的堆积作用是DNA构象稳定的重要因素，以及平衡距离的决定因素。从基因水平方向的二三级结构看基因，基因具有染色体结构形式，基因的功能信息内容编码在极性分子的相互作用力上，相互作用力而影响氢键能以及DNA分子空间构象，这两个方面的作用因素是决定DNA双螺旋结构的稳定性以及构象变化的主要因素，决定着DNA螺旋专一性以及DNA向RNA过渡的专一性。通过量子化学方法计算己表明，DNA多聚体的总能量可分成水平方向(碱基配对)和垂直方向(碱基堆积)2个部分。水平方向互补碱基间的氢键依赖于组分，而且更依赖于外界碱基连接糖、磷酸、蛋白质种类性质。而垂直方向的堆积不仅与组分有关外，而且还受J顷序堆积的影响。很显然基因水平共平面相互作用中涉及的氢键能相互作用，以及基因垂直方向的碱基排列的堆积能相互作用，都是DNA碱基间相互作用力不可分割的一部分，它们共同作用在基因的同一个位置上，共同维持着DNA双螺旋的稳定性以及基因表达调节的物质基础。利用量子力学处理基因，我们就能发现结构基因与功能基因它们共同组建了量子基因的最基本概念⑵。仅仅知道DNA结构的化学成分是远远不够的，结构才是其功能的基础。功能结构(功能基因)一物理时空研究才是生命物质的最高科学。

功能基因的分子遗传学是表观遗传学
根据空间关系涵义定义，我们可以看出DNA和蛋白质是一对复合物整体。谈到DNA空间关系时应当提及蛋白质对于DNA空间构象的影响，谈到蛋白质空间关系时也应该提及DNA对于蛋白质空间折叠的作用，因为这一对复合物体的存在与空间关系、生命密切相关联。它们组合可以说是天底下最完美的复合物体。DNA是遗传信息的唯一载体是因为它的结构功能所决定的，它的一维序列结构遗传是由它结构基因所缔造的，而它的二维结构螺旋性遗传除了它碱基序列的改变、以及堆积能作用外，大部分的作用力均来自与蛋白质的相互作用。相互作用力将影响到DNA超螺旋卷曲，制造出更多的DNA遗传信息。同时也产生了时间与空间。因此她们是不可分割的一部分。由于DNA是遗传信息的唯一载体虽然不可分割，但最终的遗传信息还是将由她表现出来，DNA分子一旦和蛋白质形成复合体后，DNA分子的空间构象就不会象DNA模型结构绝对空间那样，只是A型结构B型结构等等，丰富的空间构象资源一螺旋结构信息量成倍增长。DNA因外部调节因素变化以及DNA内部甲基化、磷酸化等修饰因素相互作用，DNA空间构象呈现多态性、运动性，更加拓宽了人们的视野。DNA除了向RNA  、蛋白质过渡遗传碱基的专一性外，DNA螺旋的专一性也必定向RNA、蛋白质过渡产生遗传学效应。

DNA高聚物空间的第一种水平一般称为二级结构，二级结构主要是指氢键的参入下，DNA分子链形成某种形式的螺旋体结构。这个大分子的功能与它空间的结构以及氢键的参入有很大关系，由此而在DNA、蛋白质遗传载体上所表现出来的二维螺旋结构遗传学特征信息，因此应当称之为DNA二级结构遗传学。DNA、蛋白质中任何一种极性分子组成，性质变化都能改变诱导作用力，改变氢键电子云的重叠而改变氢键能的激发与蓄存量一功能基因信息量⑶⑷。功能基因信息表现在DNA、蛋白质中的特异遗传学一DNA二级结构遗传学其特异性信息表现有两大部分：因DNA、蛋白质内部氢键电子的激发作用，改变了它们之间的相互作用关系，是以量子作用形式改变和遗传了DNA、蛋白质的时空特征，在量子生物学中利用量子方式来研究DNA、蛋白质中的量子变化，因此我们把它们称为量子遗传学。因DNA、蛋白质内部氢键电子的激发作用遗传到分子，由于名级分子内部的量子遗传改变，影响到其分子表面电荷特性改变、各种自身分子形态发生了变化，以及相互之间诱导力的分子形态变化、时空变化等分子中的变化，我们把它们称为分子特异性遗传学一表观遗传学。实际上应该总称为DNA二级结构遗传学。DNA二级结构遗传学是现今医学以及生物学所迫切需要发展的一门学科。它的发现与发展除推动分子生物学深入发展外，本身就从研究大分子空间相互作用的形式入手，而深入以DNA上专一性氢电子的运动来解释核酸的遗传与复制等问题。因此DNA二级结构遗传学所研究的问题，实质上也正是分子生物、医学所面临需要解决的问题。它的建立同样使得量子生物学能深入到生命的本质中去。通过对DNA二级结构遗传学分子特性以及特异遗传学等分子水平的变化，而逐步涉及到DNA构象变化时内部量子的变化，使我们更深一步认识到DNA二级结构遗传学肩负着分子生物学以及量子生物学的双重任务，起着分子水平向量子水平过渡的任务⑤。

功能基因一DNA时空现象在表观遗传学分子中的证据
在谈及表观遗传学在分子生物学中的表现时，首先我们应对DNA时空遗传学应有一个初步了解。DNA时空遗传学告诉我们，不以DNA序列为遗传基础，仅以DNA内部氢键电子的激发和促进作用而影响和改变了DNA螺旋时空结构变化的发生，遗传到DNA、RNA、蛋白质分子中，影响到各级分子二级结构遗传学形态发生了特异性变化，其分子表面电荷改变，以及相互之间诱导力的分子形态变化、时空变化等分子中的特异性变化，我们把它们统称为分子特异性遗传学一表观遗传学。分子特异性遗传学中也有几个特点：，①DNA、蛋白质这些分子都是极性分子除了自身二级结构螺旋结构变化外，极性分子两端的电荷特性变化也是很重要的因素，因为它们是基因表达调控的分子基础。②极性分子之间相互作用诱导力，分子空间形变的极化率也是很重要的因素。③由于DNA蛋白质时空都是以复合体的形式而存在的，整体以个体复合体它们之间都有着时空上的因果关系，④由于DNA时空遗传学形成，各级二级结构DNA、RNA、蛋白质分子中的时空也相应遗传发生了遗传学特异化。谈到DNA空间关系时应当提及蛋白质对于DNA空间构象的影响，谈到蛋白质空间关系时也应该提及DNA对于蛋白质空间折叠的作用，因为这一对复合物体的存在与空间关系、生命密切相关联。因此表现在表观遗传学上的分子特异性也是互为因果的关系、是即复杂而又十分简单的空间关系。清楚了DNA时空遗传学机制后，因此我们就能够全面接受表观遗传学在分子水平上有丛多名称以及丛多两面特性的苦涩；

表观遗传学的发展将成为DNA时空遗传学的突破口
表观遗传学修饰是基因功能的选择性激活和失活, 与基因结构相比,它包含了更有序更精确的基因功能信息。不可否认，基因对生命具有非常重要的作用，基因的异常通常就会导致生命的异常。当前基因认为DNA一级结构决定着它的空间结构。但是生命活动从来就不完全肯定是由基因决定的。越来越多的证据在向“基因决定论”挑战，这其中最突出的就是表观基因组的作用，通过这一领域的最新研究，科学家正在以一种全新的视野来理解生命现象⑾。现在科学家们发现，可以在不影响DNA序列的情况下改变基因组的修饰，这种改变不仅可以影响个体的发育，而且还可以遗传下去。因此，这类变异被称为“表观遗传修饰”，在基因组的水平上研究表观遗传修饰的领域被称为“表观基因组学”。表观基因组学使人们对基因组的认识又增加了一个新视点：对基因组而言，不仅仅是序列包含遗传信息，而且其修饰也可以记载遗传信息。近年来, 许多调节蛋白如DNA 甲基转移酶、甲基CPG 粘附蛋白、组蛋白修饰酶、染色质重塑因子和它们的复合物相继被发现, 在此基础上所进行的实验更明确了DNA 转录、复制、突变、修复, 染色质重组, 染色体移位的分子基础。基因表观遗传学的异常决定了人类某些疾病, 尤其是生长缺陷和肿瘤。在肿瘤细胞中通常有两种现象存在：一方面整个基因组甲基化程度很低，而另一方面某些抑癌基因又被错误地甲基化。与组蛋白赖氨酸乙酰化不同的是组蛋白赖氨酸甲基化，它既可以导致激活，也可以导致抑制，MD安德森癌症中心的台湾洪明奇院士的介绍：“过去尝试利用EZH2做生物标记的人总是对结果感到疑惑。我们现在己经知道取决于它所位于的残基情况，EZH2是有两种构型的。磷酸化的会加速癌症的发生，而非磷酸化的则抑制细胞生长。” 基因表观遗传修饰究竟意味着什么呢？

现代肿瘤分子生物学研究的焦点也指出，真核生物的DNA、蛋白质中甲基化水平与细胞癌变密切相关。DNA异常甲基化可引起染色体结构、DNA构象、DNA稳定性及蛋白质因子相互作用方式的改变。DNA时空遗传学也己经告诉我们，表观遗传学实际上是DNA二级结构遗传学在DNA、蛋白质分子中的特异性遗传学，它们的时空变化以及相互之间诱导力的分子形态变化，影响和改变了分子表面电荷特性以及分子形态变化，所产生的电荷修饰在DNA、蛋白质中则表现为甲基化、乙酰化等修饰。因此基因表观遗传修饰实际上是DNA、蛋白质空间结构以及DNA时间特性的量子生物学变化。

表观遗传学补充了基因“中心法则”忽略的两个问题；即哪些因素决定了基因的正常转录和翻译以及核酸并不是存储遗传信息的唯一载体。决定了表观遗传学过程的主要因素为DNA修饰、组蛋白修饰以及非编码RNA调控，这三个因素的相互关系以及它们如何共同来调节染色质结构的进一步研究。表观遗传中各种因子的突变导致的疾病的检验与研究将有助我们更了解表观遗传学机制，并以此为突破口挑战经典的DNA一级结构决定论⑿。可以说，表观遗传学的出现将把传统的分子生物学研究引入到DNA时空遗传学领域中去发展，根据现代生物物理、哲学分析，表观遗传学的发展将带来一场自然科学［DNA量子力学］革命。诚然，“如果理论自然科学家愿意从历史地存在的形态中仔细研究辩证哲学，那末这一过程就可以大大地缩短。”然而，历史的发展往往不像人们设想的那样顺利和简单，“历史有它自己的步伐，不管它的进程归根到底是多么辩证的，辩证法往往还是要等待历史很久。”(恩格斯《自然辩证法》)  。表观遗传学的发展来自于肿瘤学研究的快速发展，表观遗传学应当学会辩证哲学，求助哲学指导来完成革故鼎新的大业。加快速度来反哺肿瘤学研究，因为人类再也不能在癌症面前坐以代毙，更不能等待历史很久。

DNA时空遗传学，初次接触这个概念。

现代生命科学还处于用化学解释生命物质的初期阶段，后基因组学功能结构(功能基因)一DNA物理时空研究才是生命物质的最高科学。到那时生物学同样运用物理学基本原理来解释生命的现象和本质，进而成为一门精确而系统的科学。DNA相对论就是

表观遗传学是功能基因在分子遗传中的表现文章看点；

1，表观遗传学实际上是功能基因遗传学一DNA二级结构遗传学在DNA、蛋白质分子中的特异性现象。DNA时间、空间以及DNA、蛋白质相互诱导引力，影响了基因分子形态变化，遗传、和改变了DNA分子表面电荷特性以及DNA分子螺旋构象形态变化，所产生的电荷修饰在DNA、蛋白质中则表现为甲基化、乙酰化等修饰。因此功能基因的表观遗传修饰实际上是DNA、蛋白质空间结构以及时间特性的遗传学现象在分子中的特异性表现。

2，利用量子力学处理基因，我们就能发现结构基因一分子遗传学与功能基因一表观遗传学，它们共同组建了量子基因的最全面概念。

3，功能基因的遗传学是表观遗传学    结构基因的遗传学是分子遗传学。

4，表观遗传学基础；功能基因一基因DNA水平结构及其组成

5表观遗传学的未来发展将成为DNA量子力学一DNA时空遗传学的突破口

6，在分子肿瘤学研究中更是如此。为了寻找癌细胞基因的突变或表达异常。尽管大规模、高通量的基因分析技术应用日益广泛，但由于肿瘤细胞基因组结构的高度不稳定性，这些基因突变又总是处于时间依赖性、空间依赖性和个体依赖性的变化之中，繁杂多变的基因突变，为数纵多的基因表达调控机制，所有这一切无不给人一种缤纷杂乱的感觉。我们应当理解了表观遗传学在分子水平上有丛多名称以及丛多两面特性的苦涩。①己经被证实的分子两面派特性来自MD安德森癌症中心的研究报道，过去一个名为EZH2的酶可以作为生物标记使用，但是利用它却常常判断失误。最近的研究发现，这个蛋白过着一种两面派的生活。在天然状态下，这个酶可以作为一种癌症细胞生长的抑制因子起作用，但是当它被磷酸化后它变得十分恶毒，促进癌症的发生。癌症研究中这样的分子两面派特性可谓之数不胜数，

很有新意，很受启发！

厉害~！！！！！！！！！