【正确答案】(1)表观遗传学的定义 表观遗传学是研究在没有细胞核DNA序列改变的情况时，基因功能可逆、可遗传改变的一门遗传学分支学科，表观遗传的现象包括DNA甲基化、基因组印记、母体效应、基因沉默、核仁显性、休眠转座子激活和RNA编辑等。 (2)基因组的表观遗传调控方式 表观遗传调控方式包括染色质重塑、DNA甲基化及组蛋白修饰、X染色体失活、非编码RNA调控、微RNA介导的基因转录调控等。 ①染色质重塑 染色质重塑是表观遗传修饰中一种常见的方式，是指导致整个细胞分裂周期中染色质结构和位置改变的过程。它可使染色质组织结构发生一系列重要的变化，如染色质去凝集，核小体变成开放式的疏松结构，使转录因子等更易接近并结合DNA，从而调控基因转录。 ②DNA甲基化 DNA甲基化是指由DNA甲基转移酶介导，催化甲基基团从5-腺苷甲硫氨酸向胞嘧啶的C-5位点转移的过程。在脊椎动物中，CpG二核苷酸是DNA甲基化发生的主要位点。DNA甲基化影响到基因的表达，与肿瘤的发生密切相关。甲基化状态的改变是致癌作用的一个关键因素，包括基因组整体甲基化水平降低和CpG岛局部甲基化程度的异常升高，这将导致基因组的不稳定。 ③组蛋白修饰 组蛋白修饰是指核小体蛋白上的某些氨基酸被共价修饰的现象，主要包括组蛋白乙酰化、磷酸化、甲基化和泛素化，它们能影响染色质的压缩松紧程度，因此在基因表达中起重要的调节作用。组蛋白修饰不仅与染色体的重塑和功能状态紧密相关，而且在决定细胞命运、细胞生长以及致癌作用的过程中发挥着重要的作用。 ④X染色体失活 雌性胎生哺乳类动物细胞中两条X染色体之一在发育早期随机失活，此过程由X失活中心(Xic)控制，是一种反义RNA调控模式。这个失活中心存在着X染色体失活特异性转录基因Xist，当失活的命令下达时，这个基因就会产生一个17kb不翻译的RNA与X染色体结合，引发失活。X染色体的失活状态需要表观遗传修饰，如DNA甲基化来维持，这种失活可以通过有丝或减数分裂遗传给子细胞。 ⑤非编码RNA调控 非编码RNA是指不能翻译为蛋白质的功能性RNA分子，包括siRNA、miRNA、piRNA以及长链非编码RNA。非编码RNA在基因组水平及染色体水平对基因表达进行调控，决定细胞分化的命运。 a．miRNA介导的基因转录调控已经成为表观遗传修饰的一种新的形式。 miRNA首先由RNA聚合酶转录成长的RNA前体，再由内切酶加工成短的前体miRNA。前体miRNA被转运到胞质中，由特异性内切酶加工成长度为19～26nt的小RNA。小RNA以碱基互补的方式与靶mRNA的3'UTR结合，引起mRNA翻译抑制或者裂解。 miRNA介导的表观遗传调控已成为干细胞研究的新领域。许多特异性miRNA在动物不同的发育阶段以组织特异性方式表达，对发育中细胞命运的选择至关重要。 b．piRNA是在哺乳动物细胞内发现的长度为24～3Int的RNA分子，因在生理状态下能与Piwi蛋白偶联，故命名为piRNA。由于Piwi是表观遗传学调控因子，能与PcG蛋白共同结合于基因组PcG应答元件上，协助PcG沉默同源异型基因，因此推测与Piwi相关的piRNA也应具有表观遗传学的调控作用。