13.8: 比较拷贝数变异和 SNP

Comparing Copy Number Variations and SNPs
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Comparing Copy Number Variations and SNPs
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02:26 min
April 07, 2021

Overview

人类基因组的测序揭开了基因组的几个保存最完好的秘密。科学家们已经确定了一个种群中存在的数千个基因组变异。这些变异可以是单个核苷酸或更大的染色体变异。

拷贝数变异或 CNV 是覆盖超过 1kb DNA 序列的结构变异。另一方面,单核苷酸多态性 (SNP) 是在超过 1% 的人群中发现的单核苷酸变化或点突变。CNV 和 SNP 在遗传筛选研究和亲缘关系分析中都非常有价值。

CNV 的形式。

CNV 有五种形式。第一个称为 deletion。DNA 片段的丢失会减少一个基因或一组基因的拷贝数。第二种称为串联复制。在这里,染色体片段的副本入到相邻区域。第三种称为非连续重复。在这里,染色体片段复制并插入到遥远的染色体区域或不同的染色体中。第四种形式称为多等位基因 CNV。一段 DNA 复制多次并导致一个基因的多个等位基因的形成。第五种形式称为复杂重排。在这里,一段 DNA 在入相同或不同的染色体之前会复制和反转。

单核苷酸多态性

单核苷酸多态性或 SNP 是另一种类型的基因组变异,涉及单核苷酸碱基的改变。科学家们已经在整个人类基因组中鉴定了数千个 SNP,它们通常用作遗传性疾病和法医分析的遗传标记。

根据其应用,SNP 分为四种类型。身份测试 SNP 用于区分人们并消除家庭关系中的人们。谱系信息型 SNP 是紧密相连的 SNP,有助于在家族分析中识别缺失个体。血统信息型 SNP 有助于确定一个人的血统并将其与他们的表型特征联系起来。表型信息性 SNP 确定了遗传特定表型的可能性,例如肤色、眼睛颜色等。

Transcript

基因组

变异,例如添加或缺失 DNA 片段,通常在人群中观察到。种群中的基因组变异可能是由于 DNA 的单核苷酸变化或染色体的结构变化而引起的。

拷贝数变异或 CNV 是一个总称,它定义了涉及超过 1 千克碱基对的 DNA 片段的结构变异。

如果涉及的染色体片段包含一个基因,CNV 可以通过复制和插入来增加该基因的拷贝数,或者通过缺失来减少该基因的拷贝数,从而导致基因型无效。

因此,有些人可能有两个甚至多个基因拷贝,或者根本没有拷贝。例如,一些具有欧洲遗传血统的人可能携带两个恒河猴血型基因 RHD 拷贝,而有些人可能只有一个,而另一些人则根本没有。 

CNV 可以影响依赖于功能性基因拷贝数的表型。在以淀粉为基础的饮食很常见的欧美和亚洲地区,种群显示出更高的基因 AMY1 拷贝数,AMY1 基因是一种参与淀粉代谢的基因。

CNV 还与银屑病、帕金森氏症等多种疾病以及自闭症和精神分裂症等行为障碍有关。

虽然 CNV 通常涵盖较大的 DNA 序列变异,但单核苷酸多态性或 SNP 是在整个基因组中发现的随机单碱基替换。

这种碱基替换每 1000 个核苷酸发生一次;然而,并非所有核苷酸都符合 SNP 的条件。通常,只有在超过 1% 的人群中发现的核苷酸变异才被称为 SNP。

SNP 可以赋予各种疾病,例如糖尿病或癌症。例如,在镰状细胞贫血患者中,在 β-珠蛋白基因的特定位点中,腺嘌呤到胸腺嘧啶的单碱基取代会导致镰状红细胞。

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