Egy nukleotid polimorfizmus

Egy nukleotid polimorfizmus (SNP; angol  Single Nucleotide Polymorphism, SNP , ejtsd: snip ) - különbségek egyetlen nukleotid DNS -szekvenciában (A, T, G vagy C) ugyanazon faj képviselőinek genomjában (vagy más összehasonlított szekvenciában) vagy homológ régiók között homológ kromoszómák. Genetikai markerként használják a lokuszok kapcsolódási egyensúlyhiányának és a genomszintű asszociációs keresésnek ( GWAS ) tanulmányozására.

Leírás

Ha két DNS-szekvencia - AAGC C TA és AAGC T TA - egy nukleotidban különbözik, akkor két allél  létezéséről beszélnek : C és T. Az egynukleotidos polimorfizmusok ( SNP -k) pontmutációkból származnak .

Az egynukleotidos polimorfizmust (a restrikciós fragmentumhosszúságú polimorfizmussal ( RFLP ) és az AFLP -vel ( AFLP ) együtt) széles körben használják molekuláris genetikai markerként (markerként), például a homológ DNS-régiók divergenciáján (divergenciáján) alapuló molekuláris genetikai szisztematika kladogramjainak felépítésére. a filogenezisben . Ezen a területen leggyakrabban riboszómális RNS géntávtartókat használnak . Tekintettel arra, hogy ezekben a távtartókban a mutációk nem befolyásolják a gén végtermékeinek szerkezetét (elméletileg nem befolyásolják az életképességet), első közelítésben közvetlen kapcsolat van a polimorfizmus mértéke és az élőlények közötti filogenetikai távolság között. feltételezik.

Nómenklatúra

Az SNP -knek nincs egységes nómenklatúrája : gyakran egy-egy konkrétan kiválasztott SNP - nek több elnevezése is van , eddig nem sikerült valamiféle megegyezésre jutni ebben a kérdésben. Az egyik megközelítés az, hogy az SNP-ket előtaggal, ponttal és nagyobb, mint előjellel írják, amely a nukleotidot vagy aminosavat vad típusú és megváltozott (pl. c.76A>T ) [1] .

Az SNP -k sokfélesége

Az egynukleotidos polimorfizmusok a gének kódoló szekvenciáin belül, a nem kódoló régiókban vagy a gének közötti régiókban fordulnak elő. A kódoló régiókban előforduló SNP -k a genetikai kód degenerációja miatt nem változtatják meg a fehérje aminosavszekvenciáját .

Az egynukleotidot kódoló régió polimorfizmusainak két típusa van: szinonim és nem szinonim. A szinonim SNP -k változatlanul hagyják egy fehérje aminosavszekvenciáját, míg a nem szinonim SNP -k megváltoztatják azt. A nem szinonim SNP -k missense és nonszensz helyettesítésekre oszthatók . A gén nem kódoló régióiban előforduló egyetlen nukleotid polimorfizmusok befolyásolhatják a genetikai splicinget , az mRNS lebomlását és a transzkripciós faktor kötődését .

Példák

• Az rs6311 és rs6313  a 13. humán kromoszómán található HTR2A gén SNP - jei [2] , amelyeknél összefüggést állapítottak meg az öngyilkos és agresszív viselkedés gyakoriságával.
• Az rs3091244  egy példa az 1. humán kromoszómán található CRP gén három allél SNP- jére [ 3 ] , amelynek variánsai feltehetően befolyásolják a C-reaktív fehérje koncentrációját a vérplazmában.
• Az FCN1 génben lévő rs148649884 és rs138055828 M - ficolint kódol , amelyből hiányzik a rekombináns M-ficolin ligandumhoz való kötődése [4] .

Alkalmazások

Az emberek DNS-szekvenciáinak sokfélesége megmagyarázhatja, hogyan alakulnak ki különböző betegségek, hogyan reagálnak a kórokozókra , hogyan szednek gyógyszereket, vakcinákat stb. Az SNP -k nagy jelentősége az orvosbiológiai kutatásokban abban rejlik, hogy a vizsgált csoportok genomjának összehasonlítására használják őket. (például az egyik csoportot egy bizonyos betegségben szenvedők alkotják, a másikat pedig a betegség nélkül) [5] .

Az egynukleotidos polimorfizmusokat a GWAS - ban is használják nagy felbontású markerekként  a genetikai térképezésben , mivel bőségük és generációkon átívelő stabil öröklődésük . Az egynukleotidos polimorfizmus ismerete valószínűleg segít megérteni a különböző gyógyszerek emberben kifejtett hatásának farmakokinetikáját és farmakodinamikáját . A betegségek széles skálája, mint például a rák, a fertőző autoimmun betegségek , a sarlósejtes vérszegénység és sok más, valószínűleg egy nukleotid polimorfizmusból ered [6] .

Az egynukleotidos polimorfizmusok kimutatásán alapuló módszerek a biológia más területein és a mezőgazdasági fajok vonatkozásában is elterjedtek [7] .

Adatbázisok

Az SNP -k számára nagyszámú adatbázis létezik. Az alábbiakban ezek közül mutatunk be néhányat.

• A dbSNP [8]SNP adatbázisa, egy ingyenes nyilvános archívum, amely különböző fajok genetikai variabilitására vonatkozó adatokat tartalmaz, és amelyet azNCBI(National Center for Biotechnology Information –US) fejlesztett és karbantart. Bár az adatbázis neve azt sugallja, hogy a polimorfizmusoknak csak egy osztályát, nevezetesen azSNP-ket gyűjtik össze, valójában nagy mennyiségű információt tartalmaz az aminosavszekvenciák egyéb molekuláris változásairól. A dbSNP1998 szeptemberében jött létre aGenBankmellett, amely szabadon hozzáférhető nukleotid- és aminosavszekvenciákat tartalmaz[9]. 2010-re adbSNPtöbb mint 184 millió szekvenciát tartalmazott, amelyek több mint 64 millió különböző variánst képviseltek 55 organizmus esetében, köztük aHomo sapiens, aMus musculus, azOryza sativaés még sokan mások[10].
• Az SNPedia egy bioinformatikai wiki, amely az SNP adatbázisaként szolgál. Az egyesSNPszóló cikkek rövid leírást, tudományos cikkekre mutató hivatkozásokat és ezen túlmenően egyilyen típusú egyetlen nukleotid polimorfizmust tartalmazóDNS-microarrayAz SNPediasegítséget nyújt a saját genetikai információ eredményeinek értelmezésében olyan programok segítségével, mint aPromethease,23andMe, Navigenics , deCODEme vagy Knome [11]. Az SNPediátGreg Lennon genetikus és Mike Cariaso programozó hozta létre és tartja fenn. 2017. szeptember 14-ig az adatbázis107 125 egynukleotidos polimorfizmust[12].
• A GWAS Central adatbázis egy vagy több genomszintű vizsgálat összesített adatainak összefoglalását adja. Ez az adatbázis tartalmazza a p-érték asszociációk legteljesebb gyűjteményét . A GWAS Central hatékony grafikus és szöveges adatmegjelenítési módszereket használ számos egyedi nukleotid polimorfizmus felfedezésére és egyidejű megjelenítésére. A kutatók lehetőséget kapnak arra is, hogy a kiválasztottak mellett személyes adataikat is megtekintsék. Ezenkívül az adatok a tudományos közösségek számára ingyenesen letölthetők.
• A HapMap International Project  egy olyan szervezet, amelynek célja az emberi genom haplotípus térképének kidolgozása , amely leírja az emberek genetikai variációjának általános mintázatait. A HapMap  a végső forrás az egészségre, környezeti tényezőkre és egyebekre hatással lévő genetikai variációk azonosítására. Minden rendelkezésre álló információ szabadon hozzáférhető. Ez a projekt kanadai, kínai, japán, nigériai, egyesült királyságbeli és egyesült államokbeli tudósok különböző csoportjai közötti együttműködés eredménye, amelynek végleges változata 2009 tavaszán jelent meg. A genom egy bizonyos régiójában található egy sor szabad SNP ( Tag SNPs ), amelyek jól korrelálnak az összes többi SNP -vel ebben a régióban. Továbbá, a szabad SNP -k alléljeinek vizsgálatával nagyobb valószínűséggel meghatározható az egyed haplotípusa. Így több képviselőnél is meghatározzák a haplotípusokat (van, aki bizonyos betegségben szenved, míg mások nem), majd a két csoport összehasonlításávalmeghatározzák a betegségben szerepet játszó SNP -k és haplotípusok legvalószínűbb elhelyezkedését.
• A MirSNP  egyetlen nukleotid polimorfizmusok adatbázisa, amelyek megváltoztatják a mikroRNS -kötő helyeket . 12 846 SNP -t tartalmaz, köztük 1940 SNP -t a pre-miRNS- ekben [13] .

SNP -k kutatási módszerei

Az új SNP -k és a már ismert SNP -k felfedezésének analitikai módszerei a következők:

1. Hibridizációs módszerek

• A molekuláris jeladók elve .

Ennek az elvnek az a lényege, hogy a minta végei (amelyeken a címke és a fluoreszcens kioltó található) komplementerek egymáshoz. Ennek eredményeként a primerek lágyítási hőmérsékletén összeesnek, és egy „panhandle” struktúrát ( szár  - hurok ) alkotnak, ahol a minta és a sablon komplementaritási zónája hurokban van. A minta mátrixszal történő hibridizációja során a másodlagos szerkezet tönkremegy, a fluoreszcens jelölő és a kvencser különböző irányokba tér el, és a jelölésből származó fluoreszcencia kimutatható.

• Kimutatás microarray -ekkel .
• Dinamikus allél-specifikus hibridizáció .

2. Enzimatikus módszerek

• Restrikciós fragmentumhosszúság polimorfizmus .
• PCR alapú módszerek .
• Primer hosszabbítás .
• TaqMan - minták.
• oligonukleotidok ligálása .
• Kapilláris elektroforézis [14] .

3. A DNS fizikai tulajdonságain alapuló módszerek:

• Egyszálú konformációs polimorfizmus ( SSCP ).
• Hőmérséklet gradiens elektroforézis ( TGGE ).
• Nagy teljesítményű folyadékkromatográfia denaturáló körülmények között.
• Tömegspektrometria [15] .

4. DNS szekvenálás [16] . Új generációs szekvenálási technikákat használnak az SNP -k feltérképezéséreaz egész genomban.

Lásd még

• Haplocsoportok
• DNS marker
• Rövid tandem ismétlés
• Nukleotidok
• Restrikciós fragmentumhosszúság polimorfizmus
• Egyedülálló eseménypolimorfizmus

Jegyzetek

1. ↑ Den Dunnen JT Recommendations for the description of szekvenciavariánsok  //  Human Genome Variation Society : Journal. – 2008.
2. ↑ Giegling I., Hartmann AM, Möller HJ, Rujescu D. A dühvel és agresszióval kapcsolatos vonások az 5-HT-2A gén polimorfizmusaihoz kapcsolódnak  //  Journal of Affective Disorders  : folyóirat. - 2006. - november (96. évf., 1-2. sz. ). - P. 75-81. - doi : 10.1016/j.jad.2006.05.016 . — PMID 16814396 .
3. ↑ Morita, Akihiko; Nakayama, Tomohiro; Doba, Nobutaka; Hinohara, Shigeaki; Mizutani, Tomohiko; Soma, Masayoshi. Triallél SNP-k genotipizálása TaqMan PCR segítségével   // Molecular and Cellular Probes  : Journal. - 2007. - Vol. 21 , sz. 3 . - 171-176 . o . - doi : 10.1016/j.mcp.2006.10.005 . — PMID 17161935 .
4. ↑ Ammitzbøll, Christian Gytz; Kjær, Troels Rønn; Steffensen, Rudy; Stengaard-Pedersen, Kristian; Nielsen, Hans Jørgen; Thiel, Steffen; Bøgsted, Martin; Jensenius, Jens Christian. Az FCN1 gén nem szinonim polimorfizmusai meghatározzák az M-Ficolin ligandumkötő képességét és szérumszintjét  //  PLoS ONE  : folyóirat. - 2012. - november 28. ( 7. köt. , 11. sz.). — P.e50585 . - doi : 10.1371/journal.pone.0050585 .
5. ↑ Carlson et al. SNP-k – Parancsikon a személyre szabott orvosláshoz  //  Génmérnöki és biotechnológiai hírek. – 2008.
6. ↑ Ingram et al. Specifikus kémiai különbség a normál emberi és a sarlósejtes vérszegénység hemoglobinjai között  (angol)  // Nature : Journal. – 1956.
7. ↑ Romanov MN, Miao Y., Wilson PW, Morris A., Sharp PJ, Dunn IC (1999.05.16.). „Polimorfizmus kimutatása és vizsgálata szaporodási génlókuszokban kereskedelmi brojlertenyésztő populációban, társulási vizsgálatokhoz való felhasználás céljából” . Eljárások . Konferencia "Jay Lushtól a genomikáig: Víziók az állattenyésztéshez és a genetikához" ( Ames , 1999. május 16–18.). Ames, IA , USA: Iowa State University . p. 155.OCLC 899128332.  _ _ Absztrakt 15. Archiválva az eredetiből , ekkor: 2005-03-14 . Letöltve: 2005-03-14 . Elavult használt paraméter |deadlink=( súgó ) (Angol)
8. ↑ Wheeler et al. Az Országos Biotechnológiai Információs Központ adatbázis-forrásai  // Nucleic Acids Research  : folyóirat  . – 2007.
9. ↑ Sherry et al. dbSNP - adatbázis az egynukleotidos polimorfizmusokhoz és a kisebb genetikai variációk egyéb osztályaihoz  (eng.)  // Genome Research  : folyóirat. – 1999.
10. ↑ Az élőlények teljes listája itt található: SNP összefoglaló. Archiválva : 2018. január 16. a Wayback Machine -nál
11. ↑ Cariaso, Michael. SNPedia: A Wiki a személyes genomikához  //  Bio-IT World. – 2007.
12. ↑ Cariaso, Michael; Lennon, Greg. SNPedia: a személyes genom annotációját, értelmezését és elemzését támogató wiki  //  Nucleic Acids Research : folyóirat. – 2011.
13. ↑ Chenxing Liu et al. A MirSNP, a miRNS-célhelyeket megváltoztató polimorfizmusok adatbázisa azonosítja a miRNS-hez kapcsolódó SNP-ket GWAS SNP-kben és eQTL-ekben  //  BMC Genomics  : folyóirat. — 2012.
14. ↑ Drabovich et al. Bázispárok azonosítása egynukleotidos polimorfizmusokban MutS fehérje által közvetített kapilláris elektroforézissel  //  Analytical chemistry : Journal. – 2006.
15. ↑ Griffin et al. Genetikai azonosítás az egynukleotidos polimorfizmusok tömegspektrometriás elemzésével: genotípusok ternáris kódolása  (angol)  // Analytical chemistry : Journal. – 2000.
16. ↑ Altshuler et al. Az emberi genom SNP-térképe, amelyet csökkentett reprezentációs sörétes szekvenálás generált  //  Nature : Journal. – 2000.

Linkek

• Az SNP-ről az NCBI oldalain Archiválva : 2013. szeptember 2. a Wayback Machine -nél  (hivatkozás nem érhető el) Letöltve: 2018. március 1..
• NCBI dbSNP adatbázis Archiválva az eredetiből 2006. január 26-án.
• HGMD archiválva : 2013. április 28., a Wayback Machine -nél
• SNPedia archiválva : 2022. március 16. a Wayback Machine -nél
• Nemzetközi HapMap Projekt
• A GWAS Central archiválva : 2022. március 8., a Wayback Machine -nél
• 1000 Genomes Project archiválva 2014. október 19-én a Wayback Machine -nél
• PharmGKB archiválva : 2013. május 13. a Wayback Machine -nél

Genetika
Sztori Genetikai kifejezések listája
Kulcsfogalmak	Átöröklés Változékonyság Gén Genotípus Fenotípus allélek Mutáció Kromoszóma DNS Nukleotid RNS Genetikai kód Genom emberi genom
A genetika területei	Molekuláris genetika Citogenetika populációgenetika környezetgenetika epigenetika emberi genetika orvosi genetika Genogeográfia Archaeogenetika
minták	Öröklés Mendel törvényei Az öröklődés kromoszómális elmélete Génkölcsönhatás Kapcsolt öröklés Padlófogás Mutagenezis
Kapcsolódó témák	Genomika genetikai sokféleség Molekuláris evolúció génállomány Filogenetika génmanipuláció genetikai térkép genetikai genealógia Genealógiai DNS vizsgálat Haplocsoportok Y-kromoszómális Ádám Mitokondriális Éva

Szótárak és enciklopédiák	Britannica (online)