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由于表观遗传学定义有多种，导致了在表观遗传学代表什么这一问题上出现了分歧。表观遗传学由C. H. Waddington于1942年作为后生论和遗传学的合词而提出Waddington CH (1942). "The epigenotype". Endeavour 1: 18–20. 。 后生论是一个很古老的概念According to the Oxford English Dictionary: The word is used by W. Harvey, Exercitationes 1651, p. 148, and in the English Anatomical Exercitations 1653, p. 272. It is explained to mean‘partium super-exorientium additamentum’，‘the additament of parts budding one out of another’. It is also worth quoting this adumbration of the definition given there (viz., "The formation of an organic germ as a new product"): theory of epigenesis: the theory that the germ is brought into existence (by successive accretions), and not merely developed, in the process of reproduction. [...] The opposite theory was formerly known as the‘theory of evolution’; to avoid the ambiguity of this name, it is now spoken of chiefly as the‘theory of preformation’, sometimes as that of‘encasement’or‘emboîtement’.，现在更多的用于描述[[胚胎发育]]过程中的细胞分[[化源]]自干细胞的全能状态。当Waddington提出这一词语时，人们对基因的物理性质及其在遗传中的作用还不清楚，使用该词语是表示，基因可能与环境相互作用，并产生表现型的概念。Robin Holliday将表观遗传学定义为“在复杂[[有机体]]的发育过程中，对基因活性在时间和空间中调控机制的研究”Holliday R (November 1990). "Mechanisms for the control of gene activity during development". Biol Rev Camb Philos Soc 65 (4): 431–71. PMID 2265224. 。因此，后生论也可用于描述任何影响有机体发育的因素，而不仅仅是DNA序列。 前在科学界对表观遗传学有了更严格的定义。Arthur Riggs及其同事将其定义为，有关引起可遗传的基因功能改变的[[有丝分裂]]和/或[[减数分裂]]的研究，这些变化以DNA序列改变无法解释Riggs AD, Russo VEA, Martienssen RA (1996). Epigenetic mechanisms of gene regulation. Plainview, N.Y: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 0-87969-490-4. 。表观遗传学的希腊语前缀epi-意味着“在…之上”或“除…之外”，因此表观遗传学的特征是传统的[[分子]]水平遗传之上或之外的遗传。 “表观遗传学”也被用于描述还未证实的组蛋白修饰的遗传过程，因此可尝试用更广义的术语来重新定义。 例如，Adrian Bird将表观遗传学定义为，[[染色体]]的构造适应，以便启始、发出信号或保持[[变构]]的活性状态Bird A (May 2007). "Perceptions of epigenetics". Nature 447 (7143): 396–8. doi:10.1038/nature05913. PMID 17522671. 。这个定义既包括涉及[[DNA修复]]或[[细胞周期]]的瞬态改变，也包括多代细胞的[[稳态]]改变，但是不包含[[细胞膜]]结构和[[朊病毒]]，除非其影响到染色体功能。但这样的定义并不被普遍接受并仍然受到争议Ledford H. (2008). "Disputed definitions". Nature 455 (7216): 1023–8. PMID 18948925.

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。这是表观遗传作用的“[[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。 另一种表观遗传作用模型是“[[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[[HP]]1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。Jenuwein T, Laible G, Dorn R, Reuter G (January 1998). "SET domain proteins modulate chromatin domains in eu- and heterochromatin". Cell. Mol. Life Sci. 54 (1): 80–93. doi:10.1007/s000180050127. PMID 9487389. 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大的作用。另外，还可以同时发生多重修饰，这些修饰可以一起作用来改变核小体的行为。多重动态修饰以一种系统的可繁殖的方式调节基因转录叫做组蛋白密码。 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：：Slotkin RK, Martienssen R (April 2007). "Transposable elements and the epigenetic regulation of the genome". Nat. Rev. Genet. 8 (4): 272–85. doi:10.1038/nrg2072. PMID 17363976. 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，。因此这种类型的表观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， Li E, Bestor TH, Jaenisch R (June 1992). "Targeted mutation of the DNA methyltransferase gene results in embryonic lethality". Cell 69 (6): 915–26. doi:10.1016/0092-8674(92)90611-F. PMID 1606615. DNMT1在体细胞中是最多的转甲基酶，Robertson KD, Uzvolgyi E, Liang G, Talmadge C, Sumegi J, Gonzales FA, Jones PA (June 1999). "The human DNA methyltransferases (DNMTs) 1, 3a and 3b: coordinate mRNA expression in normal tissues and overexpression in tumors". Nucleic Acids Res. 27 (11): 2291–8. doi:10.1093/nar/27.11.2291. PMC 148793. PMID 10325416. 局限在复制中心。Leonhardt H, Page AW, Weier HU, Bestor TH (November 1992). "A targeting sequence directs DNA methyltransferase to sites of DNA replication in mammalian nuclei". Cell 71 (5): 865–73. doi:10.1016/0092-8674(92)90561-P. PMID 1423634. 对于半甲基化的DAN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。Chuang LS, Ian HI, Koh TW, Ng HH, Xu G, Li BF (September 1997). "Human DNA-(cytosine-5) methyltransferase-PCNA complex as a target for p21WAF1". Science 277 (5334): 1996–2000. doi:10.1126/science.277.5334.1996. PMID 9302295. 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。Robertson KD, Wolffe AP (October 2000). "DNA methylation in health and disease". Nat. Rev. Genet. 1 (1): 11–9. doi:10.1038/35049533. PMID 11262868. DNMT1对于适当的胚胎发育、印刻铭记和X失活是必需的。Li E, Bestor TH, Jaenisch R (June 1992). "Targeted mutation of the DNA methyltransferase gene results in embryonic lethality". Cell 69 (6): 915–26. doi:10.1016/0092-8674(92)90611-F. PMID 1606615. Li E, Beard C, Jaenisch R (November 1993). "Role for DNA methylation in genomic imprinting". Nature 366 (6453): 362–5. doi:10.1038/366362a0. PMID 8247133. 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“表观遗传模板”这个术语。Viens A et al. "Analysis of human histone H2AZ deposition in vivo argues against its direct role in epigenetic templating mechanisms". Mol Cell Biol. 2006 26(14):5325-35.[1] 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。Ogryzko VV. Erwin Schroedinger, Francis Crick and epigenetic stability. Biol Direct. 2008 Apr 17;3:15. [2] doi: 10.1186/1745-6150-3-15 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。Nottke A, Colaiácovo MP, Shi Y (March 2009). "Developmental roles of the histone lysine demethylases". Development 136 (6): 879–89. doi:10.1242/dev.020966. PMC 2692332. PMID 19234061. 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。表观遗传控制经常与非正统的组蛋白共价修饰有关。Rosenfeld JA, Wang Z, Schones DE, Zhao K, DeSalle R, Zhang MQ (2009). "Determination of enriched histone modifications in non-genic portions of the human genome". BMC Genomics 10: 143. doi:10.1186/1471-2164-10-143. PMC 2667539. PMID 19335899. 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。这一发现证实了表观遗传学的一种简化随机模型。"Epigenetic cell memory". Cmol.nbi.dk. Retrieved 2012-07-26. Dodd IB, Micheelsen MA, Sneppen K, Thon G (May 2007). "Theoretical analysis of epigenetic cell memory by nucleosome modification". Cell 129 (4): 813–22. doi:10.1016/j.cell.2007.02.053. PMID 17512413. 由于DNA甲基化和染色质重塑在很多表观遗传类型中发挥着核心作用，“表观遗传”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，而且不是所有的表观遗传都包括染色质重塑。Ptashne M (April 2007). "On the use of the word 'epigenetic'". Curr. Biol. 17 (7): R233–6. doi:10.1016/j.cub.2007.02.030. PMID 17407749. 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组分可能参与表观基因调控。小干扰RNAs能通过靶[[启动子]]的表观遗传调节来调节转录基因表达。Morris KL (2008). "Epigenetic Regulation of Gene Expression". RNA and the Regulation of Gene Expression: A Hidden Layer of Complexity. Norfolk, England: Caister Academic Press. ISBN 1-904455-25-5.

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。Mattick JS, Amaral PP, Dinger ME, Mercer TR, Mehler MF (January 2009). "RNA regulation of epigenetic processes". BioEssays 31 (1): 51–9. doi:10.1002/bies.080099. PMID 19154003. 其他表观遗传[[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，但最近证明该表观遗传信息能导致几代后代的明显改变。Choi CQ (2006-05-25). "The Scientist: RNA can be hereditary molecule". The Scientist. Retrieved 2006.

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， Wang Z, Yao H, Lin S, Zhu X, Shen Z, Lu G, Poon WS, Xie D, Lin MC, Kung HF (2012). Transcriptional and epigenetic regulation of human microRNAs. Cancer Lett 331(1):1-10. doi: 10.1016/j.canlet.2012.12.006. PMID 3246373 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。http://www.mirbase.org/cgi-bin/browse.pl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。Lim LP, Lau NC, Garrett-Engele P, Grimson A, Schelter JM, Castle J, Bartel DP, Linsley PS, Johnson JM (2005). Microarray analysis shows that some microRNAs downregulate large numbers of target mRNAs. Nature 433(7027):769-773. PMID 15685193 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。Lee D, Shin C (2012). MicroRNA-target interactions: new insights from genome-wide approaches. Ann N Y Acad Sci 1271:118-28. doi: 10.1111/j.1749-6632.2012.06745.x. Review. PMID 23050973 大约60%的人类蛋白编码基因由微小RNAs调节。Friedman RC, Farh KK, Burge CB, Bartel DP (2009). Most mammalian mRNAs are conserved targets of microRNAs. Genome Res 19(1):92-105. doi: 10.1101/gr.082701.108. PMID 18955434 很多微小RNAs由表观遗传调控。约50%的微小RNA基因与CpG岛有关， Wang Z, Yao H, Lin S, Zhu X, Shen Z, Lu G, Poon WS, Xie D, Lin MC, Kung HF (2012). Transcriptional and epigenetic regulation of human microRNAs. Cancer Lett 331(1):1-10. doi: 10.1016/j.canlet.2012.12.006. PMID 3246373 其可能被表观遗传甲基化抑制。来自甲基化的CpG岛的转录被强烈抑制并可遗传。Goll MG, Bestor TH (2005). Eukaryotic cytosine methyltransferases. Annu Rev Biochem 74:481-514. PMID 15952895 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观遗传调节。 Wang Z, Yao H, Lin S, Zhu X, Shen Z, Lu G, Poon WS, Xie D, Lin MC, Kung HF (2012). Transcriptional and epigenetic regulation of human microRNAs. Cancer Lett 331(1):1-10. doi: 10.1016/j.canlet.2012.12.006. PMID 3246373

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。Howden BP, Beaume M Harrison PF Hernandez D Schrenzel J Seemann T Francois P Stinear [[TP]] (2013). "Analysis of the Small RNA Transcriptional Response in Multidrug-Resistant [[Staphylococcus aureus]] after Antimicrobial Exposure". Antimicrob Agents Chemother 57 (8) : 3864-74. doi: 10.1128/AAC.00263-13 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。sRNATarBase 2.0 A comprehensive database of bacterial SRNA targets verified by experiments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。Genomics maps for small non-coding RNA's and their targets in microbial genomes

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，又认为其是表观遗传的代理，具有不修饰基因组而引起表型改变的能力。Yool A, Edmunds WJ (1998). "Epigenetic inheritance and prions". Journal of Evolutionary Biology 11 (2): 241–242. doi:10.1007/s000360050085. [[真菌]]朊病毒被认为具有表观遗传，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。Cox [[BS]] (1965). "[PSI], a cytoplasmic suppressor of super-suppression in yeast". Heredity 20 (4): 505–521. doi:10.1038/hdy.1965.65. Lacroute F (May 1971). "Non-Mendelian mutation allowing ureidosuccinic acid uptake in yeast". J. Bacteriol. 106 (2): 519–22. PMC 285125. PMID 5573734. 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。True HL, Lindquist SL (September 2000). "A yeast prion provides a mechanism for genetic variation and phenotypic diversity". Nature 407 (6803): 477–83. doi:10.1038/35035005. PMID 11028992. ^ Shorter J, Lindquist S (June 2005). "Prions as adaptive conduits of memory Shorter J, Lindquist S (June 2005). "Prions as adaptive conduits of memory and inheritance". Nat. Rev. Genet. 6 (6): 435–50. doi:10.1038/nrg1616. PMID 15931169. Giacomelli M, Hancock AS, Masel J, (2007). "The conversion of 3′ UTRs into coding regions". Molecular Biology & Evolution 24 (2): 457–464. doi:10.1093/molbev/msl172. PMC 1808353. PMID 17099057. Lancaster AK, Bardill JP, True HL, Masel J (2010). "The Spontaneous Appearance Rate of the [[Yeast]] [[Prion]] PSI+ and Its Implications for the Evolution of the Evolvability Properties of the PSI+ System". Genetics 184 (2): 393–400. doi:10.1534/genetics.109.110213. PMC 2828720. PMID 19917766.

在基因完全相同的[[纤毛虫]]中，例如四膜虫属和草履虫属，其遗传差异显示在[[细胞表面]][[纤毛]]纹的方式上。这种改变可以传给子细胞，似乎存在一种结构起到模板的作用这种遗传的机制还不清楚，但多细胞有机体也可利用现存的细胞结构来组装一个新的有机体的假设是有理由存在的。Sapp J (1991). "Concepts of organization. The leverage of ciliate protozoa". Dev. Biol. (NY) 7: 229–58. PMID 1804215. Sapp J (2003). Genesis: the evolution of biology. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN 0-19-515619-6. Gray RD, Oyama S, Griffiths PE (2003). Cycles of Contingency: Developmental Systems and Evolution (Life and Mind: Philosophical Issues in Biology and [[Psychology]]). Cambridge, Mass: The MIT Press. ISBN 0-262-65063-0.

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观遗传改变，影响其毛色，体重和患[[癌症]]的倾向。Cooney CA, Dave AA, Wolff GL (August 2002). "Maternal methyl supplements in mice affect epigenetic variation and DNA methylation of offspring". J. Nutr. 132 (8 Suppl): 2393S–2400S. PMID 12163699. Waterland RA, Jirtle RL (August 2003). "Transposable elements: targets for early nutritional effects on epigenetic gene regulation". Mol. Cell. Biol. 23 (15): 5293–300. doi:10.1128/MCB.23.15.5293-5300.2003. PMC 165709. PMID 12861015. 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观遗传上区分，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种的跨代的表观遗传现象被报道。Jablonka E, Raz G (June 2009). "Transgenerational epigenetic inheritance: prevalence, mechanisms, and implications for the study of heredity and evolution". Q Rev Biol 84 (2): 131–76. doi:10.1086/598822. PMID 19606595. 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观的遗传。Chahwan R, Wontakal SN, Roa S (October 2010). "Crosstalk between genetic and epigenetic information through cytosine deamination". Trends Genet. 26 (10): 443–8. doi:10.1016/j.tig.2010.07.005. PMID 20800313.

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观遗传修饰中的一种，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。 Wong NC, Craig JM (2011). Epigenetics: A Reference Manual. Norfolk, England: Caister Academic Press. ISBN 1-904455-88-3.

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。Jasperson KW, Tuohy TM, Neklason DW, Burt RW (2010). Hereditary and familial colon cancer. Gastroenterology 138(6):2044-2058. doi: 10.1053/j.gastro.2010.01.054. PMID 20420945 DNA修复基因表达的表观遗传减少，在散发性（非种系）癌症中非常频繁，如在下表中显示的，在一些代表性的散发性癌症中DNA修复基因的突变非常罕见。Wood [[LD]], Parsons DW, Jones S, Lin J, Sjöblom T, Leary RJ, Shen D, Boca [[SM]], Barber T, Ptak J, Silliman N, Szabo S, Dezso Z, Ustyanksky V, Nikolskaya T, Nikolsky Y, Karchin R, Wilson PA, Kaminker JS, Zhang Z, Croshaw R, Willis J, Dawson D, Shipitsin M, Willson JK, Sukumar S, Polyak K, Park BH, Pethiyagoda [[CL]], Pant PV, Ballinger DG, Sparks AB, Hartigan J, Smith DR, Suh E, Papadopoulos N, Buckhaults P, Markowitz SD, Parmigiani G, Kinzler KW, Velculescu VE, Vogelstein B (2007). The genomic landscapes of human breast and colorectal cancers. Science 318(5853):1108-1113. PMID 17932254

H2A家族的组蛋白[[变异体]]在哺乳动物中被高度保存，其通过改变染色质结构在很多调节核内过程中发挥决定性作用。其中一种主要的H2A[[突变体]]，H2A.X，标志着DNA损伤，需要补充DNA修复蛋白来促进恢复基因组的完整性。另一种突变体，H2A.Z，在基因活化和抑制中发挥重要作用。在很多癌症中广泛发现有高水平的H2A.Z表达，并且与细胞增殖和基因组不稳定显著相关。Wong NC, Craig JM (2011). Epigenetics: A Reference Manual. Norfolk, England: Caister Academic Press. ISBN 1-904455-88-3.组蛋白变异体macroH2A1在很多类型癌症的发[[病机]][[理中]]也很重要，例如[[肝癌]]。Rappa, F (2013). "Immunopositivity for histone macroH2A1 isoforms marks steatosis-associated hepatocellular carcinoma.". PLOS ONE 8 (1): e54458. doi:10.1371/journal.pone.0054458. PMID 23372727.

最近的研究已显示，表观遗传药物可替代当前公认的治疗方法，如[[放射治疗]]和[[化学治疗]]，或作为辅助治疗提高当前[[疗法]]的效果。Wang LG, Chiao JW (September 2010). "Prostate cancer chemopreventive activity of phenethyl isothiocyanate through epigenetic regulation (review)". Int. J. Oncol. 37 (3): 533–9. PMID 20664922. 已证明，原癌[[基因区]]的表观遗传控制和肿瘤抑制序列可通过组蛋白构象变化而直接影响癌症的形成和进展。Iglesias-Linares A, Yañez-Vico RM, González-Moles MA (May 2010). "Potential role of HDAC inhibitors in cancer therapy: insights into oral squamous cell carcinoma". Oral Oncol. 46 (5): 323–9. doi:10.1016/j.oraloncology.2010.01.009. PMID 20207580. 此外，表观遗传具有可逆性，是其他任何一种癌症治疗法所不能提供的特性。Li LC, Carroll PR, Dahiya R (January 2005). "Epigenetic changes in prostate cancer: implication for diagnosis and treatment". J. Natl. Cancer Inst. 97 (2): 103–15. doi:10.1093/jnci/dji010. PMID 15657340. 药物发展主要[[聚焦]]于组蛋白乙酰转移酶（[[HAT]]）和组蛋白脱[[乙酰基]]酶（HDAC），已经上市的新药vorinostat，是一种HDAC[[抑制剂]]，Spannhoff A, Sippl W, Jung M (January 2009). "Cancer treatment of the future: inhibitors of histone methyltransferases". Int. J. Biochem. Cell Biol. 41 (1): 4–11. doi:10.1016/j.biocel.2008.07.024. PMID 18773966. 其在[[口腔]][[鳞状细胞癌]]的进展中发挥整体作用。Iglesias-Linares A, Yañez-Vico RM, González-Moles MA (May 2010). "Potential role of HDAC inhibitors in cancer therapy: insights into oral squamous cell carcinoma". Oral Oncol. 46 (5): 323–9. doi:10.1016/j.oraloncology.2010.01.009. PMID 20207580. 对当前领跑的新药靶点候选者还有组蛋白赖氨酸甲基转移酶（KMT）和蛋白质[[精氨酸]]甲基转移酶（PRMT）。Dowden J, Hong W, Parry RV, Pike RA, Ward SG (April 2010). "Toward the development of potent and selective bisubstrate inhibitors of protein arginine methyltransferases". Bioorg. Med. Chem. Lett. 20 (7): 2103–5. doi:10.1016/j.bmcl.2010.02.069. PMID 20219369.

最近涉及双卵和单卵双胞胎的研究也提供了一些人类表观遗传影响的证据。O'Connor, Anahad (2008-03-11). "The Claim: Identical Twins Have Identical DNA". New York Times. Retrieved 2010-05-02. Kaminsky ZA, Tang T, Wang SC, Ptak C, Oh [[GH]], Wong AH, Feldcamp LA, Virtanen C, Halfvarson J, Tysk C, McRae AF, Visscher PM, Montgomery GW, Gottesman II, Martin NG, Petronis A (February 2009). "DNA methylation profiles in monozygotic and dizygotic twins". Nat. Genet. 41 (2): 240–5. doi:10.1038/ng.286. PMID 19151718. Fraga MF, Ballestar E, Paz MF, Ropero S, Setien F, Ballestar ML, Heine-Suñer D, Cigudosa JC, Urioste M, Benitez J, Boix-Chornet M, Sanchez-Aguilera A, Ling C, Carlsson E, Poulsen P, Vaag A, Stephan Z, Spector TD, Wu YZ, Plass C, Esteller M (July 2005). "Epigenetic differences arise during the lifetime of monozygotic twins". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102 (30): 10604–9. doi:10.1073/pnas.0500398102. PMC 1174919. PMID 16009939.