表观遗传学

理想模型法是一种重要的科学研究方法
物质在运动变化过程往往要受到其自身和周围环境中其它各种复杂因素的影响或制约。而在研究实际问题时，如果不加分析地把所有因素都考虑进去，那么势必增加研究问题的难度。因此，人们常常遵循化繁为简的原则，有意识地突出研究对象的主要因素，忽略次要因素或无关紧要因素的干扰，抽象出能反映事物本质的理想化模型。理想模型它能保留对研究问题起决定影响的主要因素，建立科学的抽象模型，清晰地反映被研究问题的本质特征，呈现问题所包含的主要矛盾，便于我们分析和发现物质运动的主要规律。理想模型法已成为一种重要的科学研究方法，并且被广泛地应用于各个领域。

DNA结构模型对分子生物学结构基因的重要贡献
1953年，两位年轻的科学家美国的沃森和英国的克里克发现了DNA双螺旋结构，这一发现是20世纪生物学的伟大成就之一，”沃森-克里克的成功不是偶然的，他们在DNA双螺旋结构的发现过程中，综合了3个学派(生化学派、结构学派、信息学派)的研究成果，成功地运用了模型方法的结果。当沃森-克里克确立研究DNA的重要性后，立即认识到要了解DNA的功能，首先就要弄清DNA的结构，而研究DNA的结构又不能不顾及它的生物学功能。他们认为，威尔金斯将DNA的结构与功能割裂开来的研究方法必然会把研究引入死胡同。基于上述认识，沃森和克里克试图运用有关DNA的结构资料和生化资料建立一种分子模型。这个模型完美地说明了遗传物质的遗传、生化和结构的主要特征，并与所有关于DNA的研究资料相吻合。在生化和结构水平上，解释了双螺旋所特有的X射线数据；DNA分子的固定直径，碱基的有规律的间隔堆积...。沃森-克里克的双螺旋模型提出后，立即得到科学界的公认与接受，包括两个最积极地竞争的实验室——鲍林与威尔金斯的实验室。这个模型完美地说明了遗传物质的遗传、生化和结构的主要特征，  DNA双螺旋结构模型解释了基因线性顺序的本质，揭示了基因精确复制的机制，用化学术语解释了突变的本质，指出突变、重组在分子水平上是不同的现象。虽然它未能为异催化即基因控制蛋白质合成问题提供机制，但为解决这一问题指明了方向。关于遗传信息如何流动的问题，现在就表现为DNA中一条链的碱基顺序如何被翻译为蛋白质中一定氨基酸顺序的问题。随着DNA双螺旋模型的建立，这些问题以及一系列复杂问题都迎刃而解了。分子生物学正借以勃勃生机跨入21世纪——“生物学世纪”。现代分子生物学的快速发展反过来证明了DNA结构模型引领成功的标志。DNA结构模型经受了实验的检验，它具有巨大的解释力和洞察力。

建立表观理想模型在表观遗传学上的重要性
表观遗传学需要建立理想模型吗？
人类基因组计划完成后，众多生物学问题仍然无法解答，一系列疑问依旧困扰着生物学家：为什么具有相同基因型的个体却有不同的表型？为什么同卵双生的双胞胎具有相同的DNA序列，但却存在表型的差异，以及疾病易感性的差异？为什么存在组织特异性基因表达的差异？为什么克隆动物表现出生长发育的异常甚至易于死亡？人们在不断出现的问题中开始意识到生物表型的千变万化。这些可遗传的信息和DNA相互作用，共同决定着生物的表型机制，这其中的秘密就是表观遗传学要研究的内容；癌细胞的浸润性、转染性，疯牛病中Prion蛋白质的转染性、各种病毒的转录与感染，蛋白质的时空问题、折叠问题，表观遗传学的基因修饰等等生物的表观纵多的复杂性...。过去认为搞清了DNA甲基化，就能知道表观遗传学的所有机制。目前DNA甲基化转甲基酶机制研究的己比较清楚，但是DNA去甲基化的功能和机制仍然属于生物学倍受争议的研究领域。同时组蛋白尾段改变乙酰化和由组蛋白赖氨酸转甲基酶（HMTs）进行的组蛋白甲基化。这些变化都能影响染色质的变化，此外还有一类miRNA存在于多细胞生物中长约 21~24 nt 的非编码 RNA 分子，它们与靶 mRNA 分子互补结合抑制蛋白翻译或导致 mRNA 降解，从而调控靶基因表达。所有这一切繁杂多变的表观遗传学因素、表象，为数纵多的基因表达调控机制。不给人一种缤纷杂乱的感觉。虽然表观遗传学己成长为探索肿瘤与疾病之间极为有效的工具，但这些发现终究局限于癌基因与抑癌基因之类的相互关系早期诊断上，表观遗传学始终未能突破逆转肿瘤、遗传疾病的根本问题。如何才能理顺生物表型的千变万化，为数纵多的基因表达调控机制，突出研究表观遗传学的主要因素，忽略次要因素或无关紧要因素的干扰，抽象出能反映表观遗传学的本质，这就要我们建立科学的抽象模型，清晰地反映出表观遗传学研究问题的本质特征。因此表观遗传学理想模型法已成为现代表观遗传学重要的科学研究手段。