表观遗传学是研究基因表达调控而不涉及DNA序列变化的科学。它揭示了基因如何在不同的细胞类型和生命阶段中表现出不同的活性。高中生物中，表观遗传学主要涉及两种机制：DNA甲基化和组蛋白修饰。
DNA甲基化是指在DNA分子中，甲基基团附加到胞嘧啶碱基上，通常会导致基因沉默。这种修饰在基因的启动子区域尤为重要，启动子区域是基因转录开始的地方。当启动子区域的甲基化程度增加时，基因的转录活性会降低，甚至完全关闭。
组蛋白修饰则是通过改变组蛋白（围绕DNA的蛋白质）的化学性质来调控基因表达。组蛋白可以发生多种修饰，如乙酰化、磷酸化等，这些修饰可以影响DNA与组蛋白的结合，从而改变基因的可及性。例如，组蛋白乙酰化通常与基因激活有关，而组蛋白甲基化则可能关联基因沉默。
表观遗传学在生命科学中具有重要意义，它不仅解释了细胞分化和发育的机制，还与许多疾病的发生发展密切相关。例如，癌症的发生就与表观遗传学紊乱有关。通过研究表观遗传学，我们可以更深入地理解生命的奥秘，为疾病的诊断和治疗提供新的思路和方法。