13.8:
Confronto tra variazioni del numero di copie e SNP
Sequencing of the human genome has opened up several best-kept secrets of the genome. Scientists have identified thousands of genome variations that exist within a population. These variations can be a single nucleotide or a larger chromosomal variation.
Copy number variations or CNVs are the structural variations that cover more than 1kb of DNA sequence. The single nucleotide polymorphism (SNP), on the other hand, is a single nucleotide change or a point mutation that is found in more than 1% of the population. Both CNV and SNPs are immensely valuable in genetic screening studies and kinship analysis.
There are five forms of CNVs. The first is called a deletion. A loss of a DNA segment can reduce the copy number of a gene or a group of genes. The second is called tandem duplication. Here, a copy of a chromosomal segment is inserted into an adjacent region. The third is called noncontiguous duplication. Here, a chromosomal segment duplicates and inserts into a distant chromosomal region or a different chromosome. The fourth form is called Multiallelic CNV. A segment of DNA duplicates several times and results in the formation of multiple alleles of a gene. The fifth form is called complex rearrangement. Here a segment of DNA duplicates and inverts before being inserted back into the same or different chromosome.
Single Nucleotide Polymorphism or SNP is another type of genomic variation involving alterations in a single nucleotide base. Scientists have identified thousands of SNPs throughout the human genome, and they are routinely used as genetic markers for inherited diseases and forensic analysis.
Based on their application, SNPs are divided into four types. Identity-testing SNPs are used to differentiate people and eliminate people from familial connections. Lineage informative SNPs are tightly linked SNPs that help identify missing individuals in a familial analysis. Ancestry informative SNPs help establish a person’s ancestry and connect it with their phenotypic characteristics. Phenotype informative SNPs establish the probability of inheriting a particular phenotype, such as skin color, eye color, etc.
Variazioni genomiche come l’aggiunta o la delezione di segmenti di DNA sono comunemente osservate in una popolazione. Le variazioni genomiche in una popolazione possono insorgere a causa di cambiamenti di un singolo nucleotide nel DNA o di cambiamenti strutturali nei cromosomi.
La variazione del numero di copie o CNV è un termine generico che definisce le variazioni strutturali che coinvolgono segmenti di DNA di più di 1 kilo coppia di basi.
Se il segmento cromosomico coinvolto contiene un gene, le CNV possono aumentare il numero di copie di quel gene mediante duplicazione e inserimento o diminuirlo mediante delezione che si traduce in un genotipo nullo.
Pertanto, alcuni individui possono avere due o anche più copie di un gene, o nessuna copia. Ad esempio, alcune persone di origine genetica europea possono essere portatrici di due copie del gene del gruppo sanguigno Rhesus, RHD, mentre alcune possono averne solo una e altre nessuna.
La CNV può influenzare i fenotipi che dipendono dal numero di copie geniche funzionali. Nelle regioni europee-americane e asiatiche, dove le diete a base di amido sono comuni, la popolazione mostra un numero di copie più elevato del gene AMY1, un gene coinvolto nel metabolismo dell’amido.
Le CNV sono anche collegate a diverse malattie come la psoriasi, il Parkinson e disturbi comportamentali come l’autismo e la schizofrenia.
Mentre le CNV di solito coprono grandi variazioni di sequenza del DNA, i polimorfismi a singolo nucleotide o SNP sono sostituzioni casuali di singole basi che si trovano in tutto il genoma.
Tali sostituzioni di basi si verificano una volta ogni 1000 nucleotidi; tuttavia, non tutti si qualificano come SNP. Generalmente, solo una variazione nucleotidica che si trova in più dell’1% della popolazione è indicata come SNP.
Gli SNP possono conferire varie malattie come il diabete o il cancro. Ad esempio, nei pazienti con anemia falciforme, una sostituzione di una singola base da adenina a timina in un locus specifico del gene della beta-globina provoca globuli rossi a forma di falce.
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