[科普，笔记，优先权] 生命的“表现型”：经典遗传学、表观遗传学表现出的“可编程序”性质

一、生命的“表现型”：经典遗传学、表观遗传学

   一般地，经典遗传学认为

   生命的“表现型” = 基因型 + 环境（不可遗传）。

   例如：

   某个基因在“特定环境”下表现为疾病；在在“另一种环境”下则不会表现为疾病。

   “表观遗传 epigenetics”研究的是“不依赖于DNA序列改变而导致的、可遗传的机体性状”：

   （1）这些基因表达、细胞现象、生理表型性状等的变异，通常由外部或环境因素决定。

   （2）细胞内其他可遗传物质发生改变而引起的基因表达或细胞表型的变化，这种改变在胚胎发育和细胞增殖过程中能稳定遗传且具有可逆潜能。

二、优先权？生命的“表型”：经典遗传学、表观遗传学表现出的“可编程序”性质 

   上面这些算不算一类自然运算里“运算结果”的“可编程”作用或性质？

参考资料：

[1] 2024-12-05，基因型与环境互作/genotype×environment interaction; GEI/施季森，童春发，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=456212&Type=bkzyb&SubID=43225

   基因型与环境互作效应可用表型、基因和环境效应的关系体现出来，其关系式为:

P = G + E ± GE

式中P为表型值；G为基因型效应；E为环境效应；GE为基因型与环境互作效应。

[2] 2023-07-05，非典型孟德尔遗传/atypical mendelian inheritance/张学，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=587013&Type=bkzyb&SubID=243159

[3] 2022-01-20，表观遗传/epigenetics/张昆林，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=57671&Type=bkzyb&SubID=42937

   表观遗传包含基因表达及细胞现象和生理表型性状等领域的变异，这些变异通常由于外部或环境因素影响了基因的打开或关闭，从而影响细胞如何读取基因，进而导致细胞功能发生变化。表观遗传也包含在核苷酸序列不变的前提下，细胞内其他可遗传物质发生改变而引起的基因表达或细胞表型的变化，这种改变在胚胎发育和细胞增殖过程中能稳定遗传且具有可逆潜能。

[4] 2023-07-24，表观遗传学/gene transcriptional regulation and epigenetics/杨运桂，杨莹，周佳熠，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=130142&Type=bkzyb&SubID=109737

   生物学家普遍认为细胞中生物信息的表达受两种因素的调控:一种是遗传调控，提供了维持生命活动所必需的蛋白质的模板;另一种是表观遗传调控，提供了基因选择性表达（何时、何地、何种方式）的指令。这两种因素的调控相互作用，共同控制着基因的转录、转录后加工、翻译以及翻译后修饰等各个环节，从而保证生命的周而复始。

   发育遗传学是研究生物体发育过程中遗传机制的遗传学分支学科，而表观遗传学主要研究基因组相关功能改变而不涉及核苷酸序列变化的表型。

[5] 2025-03-19，表观遗传学/epigenetics/刘奇迹，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=587718&Type=bkzyb&SubID=243139

   对大量同卵双生子的研究表明，基因并不能决定一切生命过程，环境因素也是决定表型的一个重要因素。经典遗传学认为，表型是由基因型和不可遗传的环境因素共同决定的。然而，随着研究的不断深入，人们发现即使是相同基因型的生物体处在同等环境中，其表型也会存在差异，而这种差异是由基因的表达差异引起的。基因的这种差异表达可通过有丝分裂或减数分裂被稳定地遗传到子代细胞中。在此背景下，逐渐形成并发展出了一门不同于经典遗传学的新学科表观遗传学。

   20世纪90年代后，表观遗传的定义则被限定为“非DNA”的遗传，即主要研究在DNA序列未发生改变的情况下，基因表达发生的可逆且可遗传的变化。

[6] 2023-04-19，表观遗传学/epigenetics/汪海林，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=18488&Type=bkzyb&SubID=62199

   在不改变基因序列的情况下，细胞本身或外部因素通过调控基因的表达，即改变基因表达的开关，引起细胞表型的多种变化。这种变化在细胞分裂的过程中，有时甚至是在隔代遗传中保持稳定。这个概念意味着即使基因本身不会发生改变，内外部因素仍可以导致生物的基因表达改变。例如，在细胞分化过程中干细胞分化成与胚胎有关的多种细胞这一过程。这个过程通过一些可能包含某些基因的沉默，移除某些基因上沉默的标志并且使永久的失活于其他基因的机制变得稳定。已知的表观遗传现象有：基因组印记（genomic imprinting）、X-染色体失活、母体效应（maternal effect）、基因沉默（gene silencing）、核仁显性、休眠等。

[7] 2024-12-13，表观遗传学/epigenetics/施季森，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=442563&Type=bkzyb&SubID=43208

   引起表观遗传的机制主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、非编码RNA及基因组印记等。表观遗传学的定义涉及两个关键因素：一个是非DNA序列的变化导致的基因表达或细胞表型变化；另一个是这种变化可遗传。由于很多组蛋白修饰和非编码核糖核酸（RNA）虽然可以在不改变DNA序列的情况下影响基因的表达，但是大多数组蛋白修饰和RNA调控等并不能在世代间稳定遗传，因此其研究是否属于表观遗传学范畴尚存在争议。

[8] 2023-06-07，表观遗传组分析/epigenome analysis/钱小红，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

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[9] 2024-11-20，水产表观遗传/aquaculture epigenetics inheritance/王师，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=83038&Type=bkzyb&SubID=73076

   1942年，生物学家首次提出“epigenetics”一词，用以解释相同的基因型如何产生复杂表型的问题。1987年，英国生物学家R.霍利迪对表观遗传学进行了较为系统的描述，即表观遗传学是研究不涉及DNA序列改变的基因表达和调控的可遗传变化。

   表观遗传可以通过有丝分裂或减数分裂在细胞或个体间遗传，并且表观遗传不涉及DNA序列的改变，对基因表达的调节是可逆性的。环境可以通过影响表观遗传修饰导致基因组发生可遗传变化。越来越多的研究证据表明，表观遗传机制作为基因表达调控的重要方式广泛存在于水生生物中，在水产生物重要性状的产生及对环境的适应性方面发挥了重要作用。

[10] 2022-12-23，入侵种表观遗传变异/epigenetic variation of invasive species/蒋明星，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=393808&Type=bkzyb&SubID=197189

   在不改变基因组脱氧核糖核酸（DNA）序列的情况下，入侵种能通过改变基因表达而产生表型上的变异的现象。

   表观遗传变异是入侵生物应对环境胁迫、产生表型可塑性的重要机制。表观遗传变异受环境胁迫诱发产生，可弥补入侵种在引入和扩张过程中因受瓶颈效应、奠基者效应（founder effect）影响致其遗传多样性下降的不足，有助于它们快速适应入侵地的环境条件。对遗传多样性低、进行克隆繁殖的植物而言，表观遗传变异对其入侵性的形成尤为重要。

相关链接：

[1] 2025-06-30 22:49，[科普，笔记] 我们人类的“决策疲劳”（Decision Fatigue） （关联：“自然运算”）

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[2] 2025-06-29 22:31，[科普，笔记] 自然计算 natural computing （关联：“自然运算”）

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[3] 2025-06-28 22:42，[科普，笔记] 求助：干细胞 stem cell 的权威科普资料 （关联：“自然运算”）

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[4] 2025-06-24 21:08，[回忆，资料，打听] “自然运算”的基础来源（铺路石）之一：帕格斯，1988，Heinz Rudolf Pagels

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[5] 2025-06-18 22:20，[打听，笔记，优先权] “光点击化学 photoclick chemistry”是一种“可编程”的计算（信息处理）？ （关联：“自然运算”）

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[6] 2025-06-16 22:37，[打听] “材料科学与工程”的权威综述，类似《中国大百科全书》词条 （关联：“自然运算”）

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[8] 2025-06-11 22:55，[打听，笔记] 基因组，以及基因组中“非编码 noncoding DNA序列”的含义 （关联：“自然运算”）

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[9] 2025-06-10 22:46，[打听，笔记，优先权] 什么是“生物正交化学 bioorthogonal chemistry”？ （关联：“自然运算”）

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[10] 2025-05-27 22:10，[打听，笔记] 什么是“Click Chemistry 点击化学，咔哒化学”？ （关联：“自然运算”）

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[11] 2024-06-26 22:49，[自然运算] 感谢《科学智慧火花》给贴出：用光做“算术加法”和“逻辑与”运算、用“压电效应”做数学运算 2 文

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1439870.html

[12] 2024-01-05 22:52，[笔记，请教，原创] “自然运算”信息设备的一般理论模式

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[13] 2023-12-27 22:43，[笔记，请教，原创] “自然运算”有什么创新？

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[14] 2023-12-26 22:56，[优先权？] “自然运算”原理示意图（草图，2023-12-20 绘制）

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