Enkelnukleotidpolymorfism

Single Nucleotide Polymorphism (SNP; engelsk  Single Nucleotide Polymorphism, SNP , uttalas som snip ) - skillnader i en enskild nukleotid -DNA- sekvens (A, T, G eller C) i genomet (eller i en annan jämförd sekvens) hos representanter för samma art eller mellan homologa regioner homologa kromosomer. Det används som genetiska markörer för studiet av kopplingsojämvikt för loci och genomomfattande associationssökning ( GWAS ).

Beskrivning

Om två DNA-sekvenser - AAGC C TA och AAGC T TA  - skiljer sig åt med en nukleotid, talar de om existensen av två alleler : C och T. Enkelnukleotidpolymorfismer ( SNP ) är resultatet av punktmutationer .

Enkelnukleotidpolymorfism (tillsammans med restriktionsfragmentlängdpolymorfism ( RFLP ) och AFLP ( AFLP )) används i stor utsträckning som molekylärgenetiska markörer (markörer), till exempel för att bygga kladogram av molekylärgenetisk systematik baserad på divergens (divergens) av homologa DNA-regioner i fylogenesen . Inom detta område är ribosomala RNA -genspacers vanligast . På grund av det faktum att mutationer i dessa spacers inte påverkar strukturen av genens slutprodukter (teoretiskt sett påverkar de inte livsduglighet), i den första approximationen, ett direkt samband mellan graden av polymorfism och det fylogenetiska avståndet mellan organismer är postulerat.

Nomenklatur

Det finns ingen enskild nomenklatur för SNP :er: ofta finns det flera olika namn för en specifikt vald SNP , hittills har det inte varit möjligt att komma till någon form av överenskommelse i denna fråga. Ett tillvägagångssätt är att skriva SNP:er med ett prefix, en punkt och ett större-än-tecken som indikerar nukleotiden eller aminosyran vildtyp och förändrad (t.ex. c.76A>T ) [1] .

Mångfald av SNPs

Enkelnukleotidpolymorfismer förekommer inom de kodande sekvenserna av gener, i icke-kodande regioner eller i regioner mellan gener. SNP som förekommer i kodande regioner kanske inte ändrar proteinets aminosyrasekvens på grund av den genetiska kodens degeneration .

Enkel nukleotidkodande regionpolymorfismer är av två typer: synonyma och icke-synonyma. Synonyma SNP :er lämnar aminosyrasekvensen för ett protein oförändrad, medan icke-synonyma SNP :er ändrar den. Icke-synonyma SNP:er kan delas in i missense- och nonsenssubstitutioner . Enkelnukleotidpolymorfismer som förekommer i icke-kodande regioner av en gen kan påverka genetisk splitsning , mRNA - nedbrytning och transkriptionsfaktorbindning .

Exempel

Applikationer

Mångfalden av DNA-sekvenser hos människor kan förklara hur de utvecklar olika sjukdomar, reaktioner på patogener , tar läkemedel, vacciner etc. Den stora betydelsen av SNP i biomedicinsk forskning ligger i det faktum att de används för att jämföra platsers genom mellan de studerade grupperna (till exempel är en grupp människor med en viss sjukdom, och den andra är utan den) [5] .

Enkelnukleotidpolymorfismer används också i GWAS som högupplösta markörer  i genetisk kartläggning på grund av deras överflöd och stabila ärftlighet över generationer. Kunskap om enkelnukleotidpolymorfism kommer sannolikt att hjälpa till att förstå farmakokinetiken och farmakodynamiken för olika läkemedels verkan hos människor. Ett brett spektrum av sjukdomar, såsom cancer, infektiösa autoimmuna sjukdomar , sicklecellanemi och många andra, uppstår möjligen från singelnukleotidpolymorfismer [6] .

Metoder baserade på detektion av singelnukleotidpolymorfismer har också blivit utbredda inom andra områden av biologin och i förhållande till jordbruksarter [7] .

Databaser

Det finns ett stort antal databaser för SNP:er . Nedan är några av dem.

Forskningsmetoder för SNPs

Analytiska metoder för att upptäcka nya SNP :er och upptäcka redan kända SNP :er inkluderar:

1. Hybridiseringsmetoder

Kärnan i denna princip är att ändarna av provet (på vilka märkningen respektive fluorescenssläckaren är placerade) är komplementära till varandra. Som ett resultat, vid glödgningstemperaturen för primrarna, kollapsar de och bildar en "panhandle"-struktur ( stam  - loop ), där komplementaritetszonen för provet med mallen är i en loop. Vid hybridisering av provet med matrisen förstörs den sekundära strukturen, den fluorescerande märkningen och quenchern divergerar i olika riktningar och fluorescensen från märkningen kan detekteras.

2. Enzymatiska metoder

3. Metoder baserade på DNA:s fysikaliska egenskaper:

4. DNA- sekvensering [16] . Ny generation sekvenseringstekniker används nu för att kartlägga SNP genom hela genomet.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Den Dunnen JT Rekommendationer för beskrivning av sekvensvarianter  //  Human Genome Variation Society: journal. — 2008.
  2. ↑ Giegling I., Hartmann AM, Möller HJ, Rujescu D. Ilska- och aggressionsrelaterade egenskaper är associerade med polymorfismer i 5-HT-2A-genen  //  Journal of Affective Disorders  : journal. - 2006. - November (vol. 96, nr 1-2 ). - S. 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. Genotypning av trialleliska SNP:er med TaqMan PCR   // Molecular and Cellular Probes  : journal. - 2007. - Vol. 21 , nr. 3 . - S. 171-176 . - 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. Icke-synonyma polymorfismer i FCN1-genen bestämmer ligandbindningsförmåga och serumnivåer av M-fikolin  //  PLoS ONE  : journal. - 2012. - 28 november ( vol. 7 , nr 11 ). — P.e50585 . - doi : 10.1371/journal.pone.0050585 .
  5. ↑ Carlson et al. SNPs - En genväg till personlig medicin  //  Nyheter om genteknik och bioteknik. — 2008.
  6. ↑ Ingram et al. En specifik kemisk skillnad mellan globinerna för normal human och sicklecellanemi hemoglobin  (engelska)  // Nature : journal. — 1956.
  7. ↑ Romanov MN, Miao Y., Wilson PW, Morris A., Sharp PJ, Dunn IC (1999-05-16). "Detektion och analys av polymorfism i reproduktiva genloci i en kommersiell broileruppfödarpopulation för användning i associationsstudier" . Förfaranden . Konferens "From Jay Lush to Genomics: Visions for Animal Breeding and Genetics" ( Ames , 16–18 maj 1999). Ames, IA , USA: Iowa State University . sid. 155.OCLC 899128332  . _ Sammanfattning 15. Arkiverad från originalet 2005-03-14 . Hämtad 2005-03-14 . Utfasad parameter används |deadlink=( hjälp ) (Engelsk)
  8. ↑ Wheeler et al. Databasresurser från National Center for Biotechnology Information  // Nucleic Acids Research  : journal  . – 2007.
  9. ↑ Sherry et al. dbSNP - databas för enkelnukleotidpolymorfismer och andra klasser av mindre genetisk variation  (eng.)  // Genome Research  : journal. — 1999.
  10. ↑ En komplett lista över organismer kan hittas här: SNP-sammanfattning. Arkiverad 16 januari 2018 på Wayback Machine
  11. ↑ Cariaso, Michael. SNPedia: A Wiki for Personal Genomics  //  Bio-IT World. – 2007.
  12. ↑ Cariaso, Michael; Lennon, Greg. SNPedia: en wiki som stöder personlig genomannotering, tolkning och analys  //  Nucleic Acids Research: tidskrift. — 2011.
  13. ↑ Chenxing Liu et al. MirSNP, en databas över polymorfismer som förändrar miRNA-målplatser, identifierar miRNA-relaterade SNP:er i GWAS SNP:er och eQTL:er  //  BMC Genomics  : journal. — 2012.
  14. ↑ Drabovich et al. Identifiering av baspar i enkelnukleotidpolymorfismer genom MutS-proteinmedierad kapillärelektrofores  //  Analytisk kemi: tidskrift. – 2006.
  15. ↑ Griffin et al. Genetisk identifiering genom masspektrometrisk analys av enkelnukleotidpolymorfismer: ternär kodning av genotyper  (engelska)  // Analytisk kemi: tidskrift. — 2000.
  16. ↑ Altshuler et al. En SNP-karta över det mänskliga genomet genererad av hagelgevärssekvensering med reducerad representation  //  Nature: journal. — 2000.

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk