Enkelt nukleotid polymorfi
Enkeltnukleotidpolymorfi (SNP; engelsk Single Nucleotide Polymorphism, SNP , udtales som snip ) - forskelle i en enkelt nukleotid -DNA -sekvens (A, T, G eller C) i genomet (eller i en anden sammenlignet sekvens) af repræsentanter for samme art eller mellem homologe områder homologe kromosomer. Det bruges som genetiske markører til undersøgelse af koblingsuligevægt af loci og genom-wide association search ( GWAS ).
Beskrivelse
Hvis to DNA-sekvenser - AAGC C TA og AAGC T TA - adskiller sig med et nukleotid, så taler de om eksistensen af to alleler : C og T. Enkeltnukleotidpolymorfier ( SNP'er ) er resultatet af punktmutationer .
Enkeltnukleotidpolymorfi (sammen med restriktionsfragmentlængdepolymorfi ( RFLP ) og AFLP ( AFLP )) bruges i vid udstrækning som molekylærgenetiske markører (markører), for eksempel til at bygge kladogrammer af molekylærgenetisk systematik baseret på divergens (divergens) af homologe DNA-regioner i fylogenese . I dette område er ribosomale RNA -genspacere mest almindeligt anvendt . På grund af det faktum, at mutationer i disse spacere ikke påvirker strukturen af genets slutprodukter (teoretisk påvirker de ikke levedygtigheden), i den første tilnærmelse, et direkte forhold mellem graden af polymorfi og den fylogenetiske afstand mellem organismer er postuleret.
Nomenklatur
Der er ingen enkelt nomenklatur for SNP'er : ofte er der flere forskellige navne for en specifikt valgt SNP , indtil nu har det ikke været muligt at nå til en eller anden form for enighed om dette spørgsmål. En fremgangsmåde er at skrive SNP'er med et præfiks, en prik og et større-end-tegn, der angiver nukleotidet eller aminosyren vildtype og ændret (f.eks. c.76A>T ) [1] .
Diversitet af SNP'er
Enkeltnukleotidpolymorfismer forekommer inden for de kodende sekvenser af gener, i ikke-kodende regioner eller i regioner mellem gener. SNP'er , der forekommer i kodende regioner, ændrer muligvis ikke proteinets aminosyresekvens på grund af degenerationen af den genetiske kode .
Enkelt nukleotidkodende regionpolymorfismer er af to typer: synonyme og ikke-synonyme. Synonyme SNP'er efterlader aminosyresekvensen af et protein uændret, mens ikke-synonyme SNP'er ændrer den. Ikke-synonyme SNP'er kan opdeles i missense- og nonsens -substitutioner . Enkeltnukleotidpolymorfismer, der forekommer i ikke-kodende områder af et gen, kan påvirke genetisk splejsning , mRNA - nedbrydning og transkriptionsfaktorbinding .
Eksempler
Ansøgninger
Mangfoldigheden af DNA-sekvenser hos mennesker kan forklare, hvordan de udvikler forskellige sygdomme, reaktioner på patogener , tager medicin, vacciner osv. Den store betydning af SNP'er i biomedicinsk forskning ligger i, at de bruges til at sammenligne sites genomet mellem de undersøgte grupper (for eksempel er den ene gruppe mennesker med en bestemt sygdom, og den anden er uden den) [5] .
Enkeltnukleotidpolymorfismer bruges også i GWAS som højopløsningsmarkører i genetisk kortlægning på grund af deres overflod og stabile arvelighed på tværs af generationer. Kendskab til enkeltnukleotidpolymorfi vil sandsynligvis hjælpe med at forstå farmakokinetikken og farmakodynamikken af forskellige lægemidlers virkning hos mennesker. En bred vifte af sygdomme, såsom cancer, infektiøse autoimmune sygdomme , seglcelleanæmi og mange andre, opstår muligvis fra enkeltnukleotidpolymorfismer [6] .
Metoder baseret på påvisning af enkeltnukleotidpolymorfismer er også blevet udbredt inden for andre områder af biologien og i forhold til landbrugsarter [7] .
Databaser
Der er et stort antal databaser for SNP'er . Nedenfor er nogle af dem.
- dbSNP [8] er en database overSNP'er, et gratis offentligt arkiv, der indeholder data om den genetiske variabilitet af forskellige arter, udviklet og vedligeholdt afNCBI(National Center for Biotechnology Information -US). Selvom navnet på databasen antyder, at kun én klasse af polymorfismer, nemligSNP'er, er indsamlet der, indeholder den faktisk en stor mængde information om andre molekylære ændringer i aminosyresekvenser. dbSNPblev oprettet i september 1998 udoverGenBank, som indeholder frit tilgængelige nukleotid- og aminosyresekvenser[9]. I 2010 indeholdtdbSNPover 184 millioner sekvenser, der repræsenterede over 64 millioner forskellige varianter for 55 organismer, inklusiveHomo sapiens,Mus musculus,Oryza sativaog mange andre[10].
- SNPedia er en bioinformatik-wiki, der fungerer som en database overSNP'er. Hver artikel om individuelleSNP'ergiver en kort beskrivelse, links til videnskabelige artikler og derudover information om etDNA-mikroarray, der indeholder en enkelt nukleotidpolymorfi af denne type. SNPediahjælper med at fortolke resultaterne af ens egen genetiske information ved hjælp af programmer somPromethease,23andMe, Navigenics , deCODEme eller Knome [11]. SNPediablev skabt og vedligeholdt af genetiker Greg Lennon og programmør Mike Cariaso. Den 14. september 2017 indeholdt databasen107.125 enkeltnukleotidpolymorfier[12].
- GWAS Central database giver et resumé af poolede data fra en eller flere genomomfattende undersøgelser. Denne database indeholder den mest komplette samling af p-værdi associationer. GWAS Central bruger kraftfulde grafiske og tekstuelle datapræsentationsmetoder til at opdage og samtidigt visualisere mange enkeltnukleotidpolymorfismer. Forskere får også mulighed for at se deres personlige data ved siden af de udvalgte. Derudover er dataene frit tilgængelige for download af videnskabelige samfund.
- HapMap International Project er en organisation, hvis mål er at udvikle et haplotypekort over det menneskelige genom, der skal beskrive de generelle mønstre for genetisk variation hos mennesker. HapMap er den ultimative ressource til at identificere genetisk variation, der påvirker sundhed, miljøfaktorer osv. Al information er frit tilgængelig. Dette projekt er resultatet af et samarbejde mellem forskellige grupper af videnskabsmænd fra Canada, Kina, Japan, Nigeria, Storbritannien og USA, hvis endelige version blev udgivet i foråret 2009. I en bestemt region af genomet er der et sæt frie SNP'er ( Tag SNP'er ), som korrelerer godt med alle andre SNP'er i denne region. Yderligere, ved at undersøge allelerne af frie SNP'er , kan man mere sandsynligt bestemme haplotypen af et individ. Sådan bestemmes haplotyper hos flere repræsentanter (nogle lider af en bestemt sygdom, mens andre ikke gør det), og derefter, ved at sammenligne de to grupper, bestemmes den mest sandsynlige placering af de SNP'er og haplotyper, der er involveret i sygdommen.
- MirSNP er en database over enkeltnukleotidpolymorfismer, der ændrer mikroRNA -bindingssteder . Den indeholder12.846 SNP'er , inklusive 1940 SNP'er i præ-miRNA'er [13] .
Forskningsmetoder for SNP'er
Analytiske metoder til at opdage nye SNP'er og opdage allerede kendte SNP'er omfatter:
1. Hybridiseringsmetoder
- Princip for molekylære beacons .
Essensen af dette princip er, at enderne af prøven (hvorpå mærket og fluorescensdæmperen er placeret) er
komplementære til hinanden. Som et resultat, ved annealingstemperaturen af primerne, kollapser de og danner en "panhandle" struktur (
stamme -
loop ), hvor komplementaritetszonen af prøven med skabelonen er i en loop. Ved hybridisering af prøven med matrixen ødelægges den sekundære struktur, det fluorescerende mærke og quencheren divergerer i forskellige retninger, og fluorescensen fra mærket kan påvises.
2. Enzymatiske metoder
3. Metoder baseret på DNA's fysiske egenskaber:
4. DNA- sekventering [16] . Ny generation af sekventeringsteknikker bliver nu brugt til at kortlægge SNP'er i hele genomet.
Se også
Noter
- ↑ Den Dunnen JT Recommendations for the description of sequence variants // Human Genome Variation Society : journal. – 2008.
- ↑ Giegling I., Hartmann AM, Möller HJ, Rujescu D. Vrede- og aggressionsrelaterede træk er forbundet med polymorfismer i 5-HT-2A-genet // Journal of Affective Disorders : journal. - 2006. - November (bd. 96, nr. 1-2 ). - S. 75-81. - doi : 10.1016/j.jad.2006.05.016 . — PMID 16814396 .
- ↑ Morita, Akihiko; Nakayama, Tomohiro; Doba, Nobutaka; Hinohara, Shigeaki; Mizutani, Tomohiko; Soma, Masayoshi. Genotyping af trialleliske SNP'er ved hjælp af TaqMan PCR // Molecular and Cellular Probes : journal. - 2007. - Bd. 21 , nr. 3 . - S. 171-176 . - doi : 10.1016/j.mcp.2006.10.005 . — PMID 17161935 .
- ↑ Ammitzbøll, Christian Gytz; Kjær, Troels Rønn; Steffensen, Rudy; Stengaard-Pedersen, Kristian; Nielsen, Hans Jørgen; Thiel, Steffen; Bøgsted, Martin; Jensenius, Jens Christian. Ikke-synonyme polymorfier i FCN1-genet bestemmer ligandbindingsevne og serumniveauer af M-Ficolin // PLoS ONE : tidsskrift. - 2012. - 28. november ( bind 7 , nr. 11 ). — P.e50585 . - doi : 10.1371/journal.pone.0050585 .
- ↑ Carlson et al. SNP'er - En genvej til personlig medicin // Nyheder om genteknologi og bioteknologi. – 2008.
- ↑ Ingram et al. En specifik kemisk forskel mellem globinerne af normal human og seglcelleanæmi hæmoglobin (engelsk) // Nature : journal. - 1956.
- ↑ Romanov MN, Miao Y., Wilson PW, Morris A., Sharp PJ, Dunn IC (1999-05-16). "Detektion og assay af polymorfi i reproduktive genloci i en kommerciel slagtekyllingopdrætterpopulation til brug i foreningsstudier" . Sager . Konference "From Jay Lush to Genomics: Visions for Animal Breeding and Genetics" ( Ames , 16.-18. maj 1999). Ames, IA , USA: Iowa State University . s. 155.OCLC 899128332. _ _ Abstrakt 15. Arkiveret fra originalen 2005-03-14 . Hentet 2005-03-14 . (Engelsk)
- ↑ Wheeler et al. Databaseressourcer fra National Center for Biotechnology Information // Nucleic Acids Research : tidsskrift . – 2007.
- ↑ Sherry et al. dbSNP - database for enkeltnukleotidpolymorfier og andre klasser af mindre genetisk variation (eng.) // Genome Research : tidsskrift. – 1999.
- ↑ En komplet liste over organismer kan findes her: SNP resumé. Arkiveret 16. januar 2018 på Wayback Machine
- ↑ Cariaso, Michael. SNPedia: A Wiki for Personal Genomics // Bio-IT World. – 2007.
- ↑ Cariaso, Michael; Lennon, Greg. SNPedia: en wiki, der understøtter personlig genomannotering, fortolkning og analyse // Nucleic Acids Research: tidsskrift. – 2011.
- ↑ Chenxing Liu et al. MirSNP, en database over polymorfismer, der ændrer miRNA-målsteder, identificerer miRNA-relaterede SNP'er i GWAS SNP'er og eQTL'er // BMC Genomics : tidsskrift. – 2012.
- ↑ Drabovich et al. Identifikation af basepar i enkeltnukleotidpolymorfier ved MutS-proteinmedieret kapillærelektroforese // Analytisk kemi: tidsskrift. – 2006.
- ↑ Griffin et al. Genetisk identifikation ved massespektrometrisk analyse af enkeltnukleotidpolymorfismer: ternær kodning af genotyper (engelsk) // Analytisk kemi: tidsskrift. - 2000.
- ↑ Altshuler et al. Et SNP-kort over det menneskelige genom genereret ved reduceret repræsentation af haglgeværsekventering // Nature: journal. - 2000.
Links
Genetik |
---|
|
Nøglekoncepter |
| |
---|
Genetikfelter |
|
---|
mønstre |
|
---|
relaterede emner |
|
---|
Ordbøger og encyklopædier |
|
---|