Jednonukleotidový polymorfismus
Jednonukleotidový polymorfismus (SNP; anglicky Single Nucleotide Polymorphism, SNP , vyslovováno jako snip ) - rozdíly v jednonukleotidové sekvenci DNA (A, T, G nebo C) v genomu (nebo v jiné porovnávané sekvenci) zástupců stejného druhu nebo mezi homologními oblastmi homologní chromozomy. Používá se jako genetické markery pro studium vazebné nerovnováhy lokusů a celogenomového asociačního vyhledávání ( GWAS ).
Popis
Pokud se dvě sekvence DNA - AAGC C TA a AAGC T TA - liší jedním nukleotidem, pak hovoří o existenci dvou alel : C a T. Jednonukleotidové polymorfismy ( SNP ) jsou výsledkem bodových mutací .
Jednonukleotidový polymorfismus (spolu s polymorfismem délky restrikčních fragmentů ( RFLP ) a AFLP ( AFLP )) jsou široce používány jako molekulárně genetické markery (markery), například pro vytvoření kladogramů molekulárně genetické systematiky založené na divergenci (divergenci) homologních oblastí DNA. ve fylogenezi . V této oblasti se nejčastěji používají spacery genu ribozomální RNA . Vzhledem k tomu, že mutace v těchto spacerech neovlivňují strukturu konečných produktů genu (teoreticky neovlivňují životaschopnost), v první aproximaci existuje přímý vztah mezi stupněm polymorfismu a fylogenetickou vzdáleností mezi organismy. je postulováno.
Nomenklatura
Neexistuje žádná jednotná nomenklatura pro SNP : často existuje několik různých názvů pro jeden specificky vybraný SNP , zatím nebylo možné v této otázce dojít k nějaké shodě. Jedním přístupem je napsat SNP s předponou, tečkou a znaménkem větší než označující nukleotid nebo aminokyselinu divokého typu a pozměněné (např. c.76A>T ) [1] .
Rozmanitost SNP
Jednonukleotidové polymorfismy se vyskytují v kódujících sekvencích genů, v nekódujících oblastech nebo v oblastech mezi geny. SNP vyskytující se v kódujících oblastech nemusí měnit aminokyselinovou sekvenci proteinu kvůli degeneraci genetického kódu .
Polymorfismy oblasti kódující jeden nukleotid jsou dvou typů: synonymní a nesynonymní. Synonymní SNP ponechávají aminokyselinovou sekvenci proteinu nezměněnou, zatímco nesynonymní SNP ji mění. Nesynonymní SNP lze rozdělit na missense a nesmyslné substituce . Jednonukleotidové polymorfismy vyskytující se v nekódujících oblastech genu mohou ovlivnit genetický sestřih , degradaci mRNA a vazbu transkripčního faktoru .
Příklady
Aplikace
Rozmanitost sekvencí DNA u lidí může vysvětlovat, jak se u nich vyvíjejí různá onemocnění, reakce na patogeny , užívání léků, vakcín atd. Velký význam SNP v biomedicínském výzkumu spočívá v tom, že se používají k porovnání genomu lokalit mezi studovanými skupinami (např. jedna skupina jsou lidé s určitou nemocí a druhá je bez ní) [5] .
Jednonukleotidové polymorfismy se také používají v GWAS jako markery s vysokým rozlišením v genetickém mapování kvůli jejich hojnosti a stabilní dědičnosti napříč generacemi. Znalost jednonukleotidového polymorfismu pravděpodobně pomůže při pochopení farmakokinetiky a farmakodynamiky působení různých léčiv u lidí. Široká škála onemocnění, jako je rakovina, infekční autoimunitní onemocnění , srpkovitá anémie a mnoho dalších, pravděpodobně vzniká z jednonukleotidových polymorfismů [6] .
Metody založené na detekci jednonukleotidových polymorfismů se rozšířily i v jiných oblastech biologie a ve vztahu k zemědělským druhům [7] .
Databáze
Existuje velké množství databází pro SNP . Níže jsou uvedeny některé z nich.
- dbSNP [8] je databázeSNP, bezplatný veřejný archiv obsahující údaje o genetické variabilitě různých druhů, vyvinutá a spravovanáNCBI(Národní centrum pro biotechnologické informace -US). Ačkoli název databáze naznačuje, že je zde shromažďována pouze jedna třída polymorfismů, a toSNP, ve skutečnosti obsahuje velké množství informací o dalších molekulárních změnách v aminokyselinových sekvencích. dbSNPbyl vytvořen v září 1998 vedleGenBank, která obsahuje volně dostupné nukleotidové a aminokyselinové sekvence[9]. Do roku 2010dbSNPobsahoval více než 184 milionů sekvencí, což představuje více než 64 milionů různých variant pro 55 organismů, včetněHomo sapiens,Mus musculus,Oryza sativaa mnoha dalších[10].
- SNPedia je bioinformatická wiki, která slouží jako databázeSNP. Každý článek o jednotlivýchSNPobsahuje stručný popis, odkazy na vědecké články a navíc informace oDNA mikročipuobsahující jednonukleotidový polymorfismus tohoto typu. SNPediapomáhá při interpretaci výsledků vlastní genetické informace pomocí programů jakoPromethease,23andMe, Navigenics , deCODEme nebo Knome [11]. SNPediabyla vytvořena a udržována genetikem Gregem Lennonem a programátorem Mikem Cariasem. K 14. září 2017 obsahovala databáze107 125 jednonukleotidových polymorfismů[12].
- Centrální databáze GWAS poskytuje souhrn shromážděných dat z jedné nebo více genomových studií. Tato databáze obsahuje nejúplnější sbírku asociací p-hodnoty . GWAS Central využívá výkonné grafické a textové metody prezentace dat k odhalení a současné vizualizaci mnoha jednonukleotidových polymorfismů. Výzkumníci mají také možnost zobrazit si své osobní údaje vedle vybraných. Data jsou navíc volně dostupná ke stažení vědeckými komunitami.
- The HapMap International Project je organizace, jejímž cílem je vyvinout haplotypovou mapu lidského genomu, která bude popisovat obecné vzorce genetických variací u lidí. HapMap je dokonalým zdrojem pro identifikaci genetických variací, které ovlivňují zdraví, faktory životního prostředí atd. Všechny poskytnuté informace jsou volně dostupné. Tento projekt je výsledkem spolupráce mezi různými skupinami vědců z Kanady, Číny, Japonska, Nigérie, Velké Británie a USA, jehož finální verze byla vydána na jaře roku 2009. V určité oblasti genomu se nachází sada volných SNP ( Tag SNP ), které dobře korelují se všemi ostatními SNP v této oblasti. Dále, zkoumáním alel volných SNP lze s větší pravděpodobností určit haplotyp jedince. Takto se určují haplotypy u několika zástupců (někteří trpí určitým onemocněním, zatímco jiní ne), a pak se porovnáním obou skupin určí nejpravděpodobnější umístění SNP a haplotypů, které se na onemocnění podílejí.
- MirSNP je databáze jednonukleotidových polymorfismů, které mění vazebná místa pro mikroRNA . Obsahuje846 SNP , včetně 1940 SNP v pre-miRNA [13] .
Metody výzkumu SNP
Analytické metody pro objevování nových SNP a objevování již známých SNP zahrnují:
1. Hybridizační metody
- Princip molekulárních majáků .
Podstatou tohoto principu je, že konce vzorku (na kterých je umístěna značka a zhášeč fluorescence) jsou
vzájemně komplementární . V důsledku toho se primery při teplotě nasedání zhroutí a vytvoří „panhandle“ strukturu (
kmen -
smyčka ), kde je zóna komplementarity vzorku s templátem ve smyčce. Po hybridizaci vzorku s matricí je sekundární struktura zničena, fluorescenční značka a zhášedlo se rozcházejí v různých směrech a lze detekovat fluorescenci ze značky.
2. Enzymatické metody
3. Metody založené na fyzikálních vlastnostech DNA:
4. Sekvenování DNA [16] . Techniky sekvenování nové generace se nyní používají k mapování SNP v celém genomu.
Viz také
Poznámky
- ↑ Den Dunnen JT Doporučení pro popis sekvenčních variant // Human Genome Variation Society : journal. — 2008.
- ↑ Giegling I., Hartmann AM, Möller HJ, Rujescu D. Rysy související s hněvem a agresí jsou spojeny s polymorfismy v genu 5-HT-2A // Journal of Affective Disorders : journal. - 2006. - Listopad (roč. 96, č. 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. Genotypizace trialelických SNP pomocí TaqMan PCR // Molecular and Cellular Probes : journal. - 2007. - Sv. 21 , č. 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. Nesynonymní polymorfismy v genu FCN1 určují schopnost vázat ligandy a sérové hladiny M-Ficolinu // PLoS ONE : journal. - 2012. - 28. listopadu ( vol. 7 , č. 11 ). — P.e50585 . - doi : 10.1371/journal.pone.0050585 .
- ↑ Carlson a kol. SNP – zkratka k personalizované medicíně // Genetické inženýrství a biotechnologie Novinky. — 2008.
- ↑ Ingram a kol. Specifický chemický rozdíl mezi globiny normálního člověka a hemoglobinu se srpkovitou anémií (anglicky) // Nature : journal. — 1956.
- ↑ Romanov MN, Miao Y., Wilson PW, Morris A., Sharp PJ, Dunn IC (1999-05-16). „Detekce a test polymorfismu v lokusech reprodukčního genu v komerční populaci chovatelů brojlerů pro použití v asociačních studiích“ . Sborník . Konference „Od Jaye Lushe ke genomice: Vize pro chov zvířat a genetiku“ ( Ames , 16.–18. května 1999). Ames, IA , USA: Iowa State University . p. 155.OCLC 899128332. _ _ Abstrakt 15. Archivováno z originálu dne 2005-03-14 . Získáno 2005-03-14 . (Angličtina)
- ↑ Wheeler a kol. Databázové zdroje Národního centra pro biotechnologické informace // Nucleic Acids Research : časopis . — 2007.
- ↑ Sherry a kol. dbSNP - databáze pro jednonukleotidové polymorfismy a další třídy malých genetických variací (angl.) // Genome Research : journal. — 1999.
- ↑ Kompletní seznam organismů naleznete zde: shrnutí SNP. Archivováno 16. ledna 2018 na Wayback Machine
- ↑ Cariaso, Michael. SNPedia: Wiki pro osobní genomiku // Bio-IT World. — 2007.
- ↑ Cariaso, Michael; Lennone, Gregu. SNPedia: wiki podporující anotace, interpretaci a analýzu osobního genomu // Nucleic Acids Research : journal. — 2011.
- ↑ Chenxing Liu a kol. MirSNP, databáze polymorfismů měnících cílová místa miRNA, identifikuje SNP související s miRNA v GWAS SNP a eQTL // BMC Genomics : časopis. — 2012.
- ↑ Drabovich a kol. Identifikace párů bází v jednonukleotidových polymorfismech pomocí kapilární elektroforézy zprostředkované proteinem MutS // Analytical chemistry : journal. — 2006.
- ↑ Griffin a kol. Genetická identifikace pomocí hmotnostní spektrometrické analýzy jednonukleotidových polymorfismů: ternární kódování genotypů (anglicky) // Analytical chemistry : journal. — 2000.
- ↑ Altshuler a kol. Mapa SNP lidského genomu vytvořená sekvenováním redukovaného zastoupení brokovnice // Nature: journal. — 2000.
Odkazy
Genetika |
---|
|
Klíčové koncepty |
| |
---|
Obory genetiky |
|
---|
vzory |
|
---|
související témata |
|
---|
Slovníky a encyklopedie |
|
---|