13.8:

13.8: Porównywanie wariantów liczby kopii i SNP

Comparing Copy Number Variations and SNPs

JoVE Core
Molecular Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Molecular Biology

Comparing Copy Number Variations and SNPs

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

13.7: Exon Recombination

17,660 Views

•

02:26 min

•

April 07, 2021

Overview

Sekwencjonowanie ludzkiego genomu ujawniło kilka najlepiej strzeżonych tajemnic genomu. Naukowcy zidentyfikowali tysiące wariantów genomu, które istnieją w populacji. Te wariacje mogą być pojedynczym nukleotydem lub większą zmiennością chromosomalną.

Wariacje liczby kopii lub CNV to zmiany strukturalne, które obejmują więcej niż 1 kb sekwencji DNA. Z drugiej strony polimorfizm pojedynczego nukleotydu (SNP) to zmiana pojedynczego nukleotydu lub mutacja punktowa, która występuje u więcej niż 1% populacji. Zarówno CNV, jak i SNP są niezwykle cenne w genetycznych badaniach przesiewowych i analizie pokrewieństwa.

Formy CNV.

Istnieje pięć form CNV. Pierwsza z nich nazywana jest usunięciem. Utrata segmentu DNA może zmniejszyć liczbę kopii genu lub grupy genów. Druga nazywa się duplikacją tandemową. W tym przypadku kopia segmentu chromosomu jest wprowadzana do sąsiedniego regionu. Trzeci nazywa się duplikacją nieciągłą. W tym przypadku segment chromosomu duplikuje się i wstawia do odległego regionu chromosomu lub innego chromosomu. Czwarta forma nazywa się Multiallelic CNV. Fragment DNA duplikuje się kilkakrotnie i powoduje powstanie wielu alleli genu. Piąta forma nazywa się zespolonym przegrupowaniem. W tym przypadku segment DNA duplikuje się i odwraca, zanim zostanie wstawiony z powrotem do tego samego lub innego chromosomu.

Polimorfizm pojedynczego nukleotydu

Polimorfizm pojedynczego nukleotydu lub SNP to inny rodzaj zmienności genomowej obejmujący zmiany w pojedynczej zasadzie nukleotydowej. Naukowcy zidentyfikowali tysiące SNP w całym ludzkim genomie i są one rutynowo wykorzystywane jako markery genetyczne chorób dziedzicznych i analiz sądowych.

Ze względu na ich zastosowanie, SNP dzielą się na cztery typy. SNP testujące tożsamość służą do różnicowania ludzi i eliminowania ich z powiązań rodzinnych. SNP informujące o pochodzeniu to ściśle powiązane SNP, które pomagają zidentyfikować brakujące osoby w analizie rodzinnej. SNP informujące o pochodzeniu pomagają ustalić pochodzenie danej osoby i połączyć je z jej cechami fenotypowymi. SNP informujące o fenotypie ustalają prawdopodobieństwo odziedziczenia określonego fenotypu, takiego jak kolor skóry, kolor oczu itp.

Transcript

Zmiany genomowe, takie jak dodawanie lub usuwanie segmentów DNA, są powszechnie obserwowane w populacji. Różnice genomowe w populacji mogą powstać z powodu zmian pojedynczego nukleotydu w DNA lub zmian strukturalnych chromosomów.

Zmienność liczby kopii lub CNV to ogólny termin, który określa zmiany strukturalne obejmujące segmenty DNA o długości większej niż 1 kilogram pary zasad.

Jeśli zaangażowany segment chromosomalny zawiera gen, CNV mogą zwiększyć liczbę kopii tego genu przez duplikację i insercję lub zmniejszyć ją przez delecję, co skutkuje genotypem zerowym.

Dlatego niektóre osoby mogą mieć dwie lub nawet więcej kopii genu lub nie mieć ich wcale. Na przykład niektórzy ludzie o europejskim pochodzeniu genetycznym mogą być nosicielami dwóch kopii genu grupy krwi Rh, RHD, podczas gdy niektórzy mogą mieć tylko jedną, a inni nie mieć jej wcale.

CNV może wpływać na fenotypy, które są zależne od liczby funkcjonalnych kopii genów. W regionach europejsko-amerykańskich i azjatyckich, gdzie dieta oparta na skrobi jest powszechna, populacja wykazuje większą liczbę kopii genu AMY1, genu biorącego udział w metabolizmie skrobi.

CNV są również związane z kilkoma chorobami, takimi jak łuszczyca, choroba Parkinsona i zaburzenia zachowania, takie jak autyzm i schizofrenia.

Podczas gdy CNV zwykle obejmują duże zmiany sekwencji DNA, polimorfizmy pojedynczego nukleotydu lub SNP są losowymi, pojedynczymi podstawieniami zasad występującymi w całym genomie.

Takie podstawienia zasad zachodzą raz na 1000 nukleotydów, jednak nie wszystkie z nich kwalifikują się jako SNP. Ogólnie rzecz biorąc, tylko odmiana nukleotydów, która występuje u więcej niż 1% populacji, jest określana jako SNP.

SNP mogą powodować różne choroby, takie jak cukrzyca lub rak. Na przykład u pacjentów z niedokrwistością sierpowatokrwinkową substytucja pojedynczej zasady z adeniny do tyminy w określonym locus genu beta-globiny powoduje sierpowate czerwone krwinki.

Key Terms and definitions

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for

Tags

Warianty liczby kopii CNV polimorfizm pojedynczego nukleotydu SNP wariacje genomu zmiana nukleotydów mutacja punktowa zmiany strukturalne genetyczne badania przesiewowe analiza pokrewieństwa delecja duplikacja tandemowa duplikacja nieciągła wieloalleliczny CNV złożone przegrupowanie