Interested Article - Однонуклеотидный полиморфизм

doriana
  • 2020-06-15
  • 1

В случае SNP гетерогенность первичной структуры ДНК проявляется в одно нуклеотидных различиях аллелей

Однонуклеотидный полиморфизм (ОНП; англ. Single Nucleotide Polymorphism, SNP , произносится как снип, в современной иностранной литературе всё чаще заменяется на SNV - Single Nucleotide Variant ) — отличия последовательности ДНК размером в один нуклеотид (A, T, G или C) в геноме (или в другой сравниваемой последовательности) представителей одного вида или между гомологичными участками гомологичных хромосом. Применяется в качестве генетических ма́ркеров для изучения неравновесного сцепления локусов и полногеномного поиска ассоциаций ( GWAS ).

Описание

Если две последовательности ДНК — AAGC C TA и AAGC T TA — отличаются на один нуклеотид, в таком случае говорят о существовании двух аллелей : C и T . Однонуклеотидные полиморфизмы ( SNPs ) возникают в результате точечных мутаций .

Однонуклеотидный полиморфизм (наряду с полиморфизмом длин рестрикционных фрагментов ( RFLP ) и ПДАФ ( AFLP )) широко используют в качестве молекулярно-генетических меток (маркеров), например, для построения кладограмм молекулярно-генетической систематики на основе дивергенции (расхождения) гомологичных участков ДНК в филогенезе . В данной области наиболее часто используются спейсеры генов рибосомальной РНК . Ввиду того, что мутации в данных спейсерах не сказываются на структуре конечных продуктов гена (теоретически они не влияют на жизнеспособность), в первом приближении постулируется прямая зависимость между степенью полиморфизма и филогенетическим расстоянием между организмами.

Номенклатура

Единой номенклатуры для SNPs нет: часто существуют несколько различных вариантов названия для одного конкретно выбранного SNP , к какому-то согласию в этом вопросе прийти пока не удается. Один из подходов — писать SNPs с префиксом, точкой и знаком «больше, чем», показывающим нуклеотид или аминокислоту дикого типа и измененную (например, c.76A>T ) .

Разнообразие SNPs

Однонуклеотидный полиморфизм встречается в пределах кодирующих последовательностей генов, в некодирующих участках или в участках между генами. SNPs , встречающиеся в кодирующих участках, могут не менять аминокислотную последовательность белка из-за вырожденности генетического кода .

Однонуклеотидные полиморфизмы кодирующих участков бывают двух типов: синонимические и несинонимические. Синонимические SNPs оставляют аминокислотную последовательность белка без изменения, тогда как несинонимические SNPs изменяют её. Несинонимические SNPs можно разделить на замены типа missense и nonsense . Однонуклеотидный полиморфизм, встречающийся в некодирующих участках гена, возможно, влияет на генетический сплайсинг , деградацию мРНК , связывание транскрипционных факторов .

Примеры

Области применения

Разнообразием последовательностей ДНК у людей, возможно, объясняется то, как у них происходит течение различных заболеваний, реакции в ответ на патогены , прием лекарств, вакцин и т. п. Огромное значение SNPs в биомедицинских исследованиях состоит в том, что их используют для сравнения участков генома между исследуемыми группами (например, одна группа — люди с определенным заболеванием, а вторая — без него) .

Однонуклеотидные полиморфизмы также используются в GWAS — при генетическом картировании как маркеры с высоким разрешением, благодаря их количеству и стабильной наследуемости в ряду поколений. Знание об однонуклеотидном полиморфизме, вероятно, поможет в понимании фармакокинетики и фармакодинамики действия различных лекарств на человека. Широкий спектр заболеваний, такие как рак, инфекционные аутоиммунные заболевания , серповидноклеточная анемия и многие другие, возможно, возникают из-за однонуклеотидного полиморфизма .

Методы, основанные на выявлении однонуклеотидных полиморфизмов, получили также широкое распространение в других областях биологии и применительно к сельскохозяйственным видам .

Знание о наличие тех или иных SNPs также помогает учёным определять гаплотипы.

Базы данных

Для SNPs существует большое количество баз данных. Ниже приведены некоторые из них.

  • — база данных SNPs , свободный общественный архив, содержащий данные по наследственной изменчивости различных видов, разработанный и поддерживаемый NCBI ( National Center for Biotechnology Information — Национальный центр биотехнологической информации США). Хотя такое название базы данных подразумевает, что там собран только один класс полиморфизмов, а именно SNPs , на самом деле она содержит большое количество информации и о других молекулярных изменениях в аминокислотных последовательностях. dbSNP была создана в сентябре 1998 года в дополнение к GenBank , в котором представлены нуклеотидные и аминокислотные последовательности, находящиеся в свободном доступе . К 2010 году dbSNP содержала свыше 184 миллионов последовательностей, представляя более 64 миллионов различных вариантов для 55 организмов, включая Homo sapiens , Mus musculus , Oryza sativa и множество других .
  • — биоинформатический вики-сайт, который служит как база данных SNPs . Каждая статья про отдельные SNPs предоставляет собой краткое описание, ссылки на научные статьи, и, кроме того, информацию о ДНК-микрочипе , содержащем однонуклеотидный полиморфизм данного типа. SNPedia помогает в интерпретации результатов собственной генетической информации с помощью таких программ как, например, , 23andMe , , или . SNPedia была создана и поддерживается генетиком Грегом Ленноном и программистом Майком Кариазо. К 14 сентября 2017 года в базе данных содержалось 107 125 однонуклеотидных полиморфизмов .
  • База данных выдает краткое содержание объединенных данных в одном или нескольких полногеномных исследованиях. В этой базе данных представлено наиболее полное собрание p-value ассоциаций. GWAS Central использует мощные графические и текстовые методы представления данных для открытия и одновременной визуализации многих однонуклеотидных полиморфизмов. Исследователям также предоставляется возможность просматривать их персональные данные рядом с выбранными. Кроме того, данные находятся в свободном доступе для скачивания их научными сообществами.
  • Международный проект HapMap — организация, целью которой является развитие карты гаплотипов человеческого генома, которая будет описывать общие паттерны генетической изменчивости у людей. HapMap — основной ресурс для выявления генетической изменчивости, влияющую на здоровье, факторы окружающей среды и т. п. Вся предоставляемая информация находится в свободном доступе. Этот проект — результат сотрудничества различных групп ученых из Канады, Китая, Японии, Нигерии, Великобритании и США, окончательная версия которого увидела свет весной 2009 года. В определенном участке генома располагается набор свободных SNPs ( ), которые хорошо коррелируют со всеми остальными SNPs в данном участке. Далее, изучив аллели свободных SNPs , можно с большей вероятностью определить гаплотип индивидуума. Так определяют гаплотипы у нескольких представителей (некоторые болеют определенным заболеванием, а другие нет), а потом, сравнивая две группы, определяют наиболее вероятное расположение SNPs и гаплотипов, которые вовлечены в заболевание.
  • MirSNP — база данных однонуклеотидных полиморфизмов, изменяющих сайты связывания микроРНК . В ней содержится 12 846 SNPs , включая 1940 SNPs в пре-микроРНК .

Методы исследования SNPs

Аналитические методы открытия новых SNPs и обнаружения уже известных SNPs включают:

1. Гибридизационные методы

  • Принцип .
Суть этого принципа в том, что концы пробы (на которых находятся соответственно метка и тушитель флуоресценции) комплементарны друг другу. В результате при температуре отжига праймеров они схлопываются и образуют структуру типа «ручки сковородки» ( шпильки — stem-loop ), где зона комплементарности пробы с матрицей находится в петле. При гибридизации пробы с матрицей вторичная структура разрушается, флуоресцентная метка и тушитель расходятся в разные стороны, и флуоресценция от метки может быть детектирована.

2. Ферментативные методы

3. Методы, основанные на физических свойствах ДНК:

4. Секвенирование ДНК . Для картирования SNPs на протяжении всего генома сейчас применяют методы секвенирования нового поколения и дальнейшую биоинформатическую обработку данных, полученных в ходе секвенирования.

См. также

Примечания

  1. Den Dunnen J. T. Recommendations for the description of sequence variants (англ.) // Human Genome Variation Society : journal. — 2008.
  2. Giegling I., Hartmann A. M., Möller H. J., Rujescu D. Anger- and aggression-related traits are associated with polymorphisms in the 5-HT-2A gene (англ.) // : journal. — 2006. — November (vol. 96, no. 1—2 ). — P. 75—81. — doi : . — .
  3. Morita, Akihiko; Nakayama, Tomohiro; Doba, Nobutaka; Hinohara, Shigeaki; Mizutani, Tomohiko; Soma, Masayoshi. Genotyping of triallelic SNPs using TaqMan PCR (англ.) // : journal. — 2007. — Vol. 21 , no. 3 . — P. 171—176 . — doi : . — .
  4. Ammitzbøll, Christian Gytz; Kjær, Troels Rønn; Steffensen, Rudi; Stengaard-Pedersen, Kristian; Nielsen, Hans Jørgen; Thiel, Steffen; Bøgsted, Martin; Jensenius, Jens Christian. (англ.) // PLoS ONE : journal. — 2012. — 28 November ( vol. 7 , no. 11 ). — P. e50585 . — doi : . 25 сентября 2015 года.
  5. Carlson, Bruce (15 June 2008). . Genetic Engineering & Biotechnology News . Mary Ann Liebert, Inc. 28 (12). из оригинала 26 декабря 2010 . Дата обращения: 6 июля 2008 . (subtitle) Medical applications are where the market's growth is expected
  6. INGRAM VM. (англ.) // Nature. — 1956. — 13 October ( vol. 178 , no. 4537 ). — P. 792—794 . — doi : . — . 27 февраля 2020 года.
  7. Romanov M. N., Miao Y., Wilson P. W., Morris A., Sharp P. J., Dunn I. C. (1999-05-16). . Proceedings . Conference «From Jay Lush to Genomics: Visions for Animal Breeding and Genetics» ( Ames , 16—18 May 1999). Ames, IA , USA: Iowa State University . p. 155. OCLC . Abstract 15. Архивировано из 14 марта 2005 . Дата обращения: 14 марта 2005 . {{ cite conference }} : Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) ( ссылка ) (англ.)
  8. Wheeler D. L. , Barrett T. , Benson D. A. , Bryant S. H. , Canese K. , Chetvernin V. , Church D. M. , DiCuccio M. , Edgar R. , Federhen S. , Geer L. Y. , Kapustin Y. , Khovayko O. , Landsman D. , Lipman D. J. , Madden T. L. , Maglott D. R. , Ostell J. , Miller V. , Pruitt K. D. , Schuler G. D. , Sequeira E. , Sherry S. T. , Sirotkin K. , Souvorov A. , Starchenko G. , Tatusov R. L. , Tatusova T. A. , Wagner L. , Yaschenko E. (англ.) // . — 2007. — January ( vol. 35 ). — P. D5—12 . — doi : . — . 16 ноября 2016 года.
  9. Sherry S. T. , Ward M. , Sirotkin K. (англ.) // . — 1999. — August ( vol. 9 , no. 8 ). — P. 677—679 . — . 23 апреля 2020 года.
  10. Полный список организмов можно найти по ссылке: от 16 января 2018 на Wayback Machine
  11. Cariaso, Michael. SNPedia: A Wiki for Personal Genomics (англ.) // Bio-IT World. — 2007.
  12. Cariaso M. , Lennon G. (англ.) // Nucleic Acids Research. — 2012. — January ( vol. 40 ). — P. D1308—1312 . — doi : . — . 7 апреля 2016 года.
  13. Liu C. , Zhang F. , Li T. , Lu M. , Wang L. , Yue W. , Zhang D. (англ.) // . — 2012. — 23 November ( vol. 13 ). — P. 661—661 . — doi : . — . 11 октября 2014 года.
  14. Drabovich A. P. , Krylov S. N. (англ.) // Analytical Chemistry. — 2006. — 15 March ( vol. 78 , no. 6 ). — P. 2035—2038 . — doi : . — . 11 июня 2019 года.
  15. Griffin T. J. , Smith L. M. (англ.) // Analytical Chemistry. — 2000. — 15 July ( vol. 72 , no. 14 ). — P. 3298—3302 . — doi : . — . 5 июня 2019 года.
  16. Altshuler D. , Pollara V. J. , Cowles C. R. , Van Etten W. J. , Baldwin J. , Linton L. , Lander E. S. (англ.) // Nature. — 2000. — 28 September ( vol. 407 , no. 6803 ). — P. 513—516 . — doi : . — . 4 мая 2020 года.

Ссылки

Источник —

doriana
  • 2020-06-15
  • 1
  • Tags:

Same as Однонуклеотидный полиморфизм

The title for the last searches