单核苷酸多态性基因分型

Genetics

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Summary

单核苷酸多态性或单核苷酸多态性,是人类遗传变异的最常见形式。这些差异在单个碱基的 dna 往往不直接影响基因的表达,但在许多情况下仍然可以对于疾病相关基因定位,或者诊断的病人。建立了许多方法来标识,或"基因型",单核苷酸多态性。

单核苷酸多态性基因分型的朱庇特的简介开始讨论单核苷酸多态性是什么和如何使用它们来确定疾病相关的基因。然后检查了几种常用的单核苷酸多态性基因分型方法,包括直接杂交、 基于 PCR 的方法、 片段分析和测序。最后,我们提出这些技术如何应用于遗传研究今天的几个的例子。

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JoVE Science Education Database. 遗传学精要. 单核苷酸多态性基因分型. JoVE, Cambridge, MA, (2019).

遗传变异发生内和不同种群之间,它有助于性状,包括疾病的易感性,个体间变异。最常见的变化是单核苷酸多态性,或 SNPs。 单核苷酸多态性基因分型涉及确定特定套变形,在本例中 snp 位点,提出了个人。

这个视频将讨论一些背后 SNP 基因分型的原则,介绍了几种常用的单核苷酸多态性鉴定方法,以及最后,这些技术的一些应用。

首先,让我们讨论一下什么是单核苷酸多态性以及如何使用它可以在基因分型。

"多态性"等位基因或不同版本的基因位点,发现明显的频率内的人口,包括基地的替换,以及插入或删除操作。单核苷酸多态性是在单个 DNA 碱基的变化。单核苷酸多态性可以贯穿整个基因组,与大多数不会改变蛋白结构或基因表达。然而,他们仍然可能与疾病由于其物理上的接近或"挂钩,"引起疾病的基因变异。另一方面,有几个突出的 snp 位点,会直接导致囊性纤维变性、 镰状细胞性贫血和 β-地中海贫血等疾病。

单核苷酸多态性基因分型的一个实际应用是个性化的医学,哪里是与疾病,或对药物或治疗方法,不同反应关联的 snp 位点识别可能帮助医生更好地诊断和治疗病人。

单核苷酸多态性可用于全基因组关联研究,检查数以十万计的单核苷酸多态性在整个基因组来识别那些与性状或疾病相关联。GWAS 利用组的单核苷酸多态性称为"单倍型"。Snp 单倍型内的往往在"连锁不平衡,"这意味着特定的变体组合是更有可能出现比预期的机会在一起,他们在染色体上的物理接近度的结果。这意味着有区别单倍型的同时,还可以进行基因分型只有少数个别的 snp 位点,使遗传关联研究较少成本-或劳动密集型。

看了单核苷酸多态性是什么和如何使用它们,让我们去通过几个已经发展到单核苷酸多态性基因型的众多方法。这些包括直接杂交、 基于 PCR 的方法、 片段分析和测序。

直接杂交技术像单核苷酸多态性阵列使用短寡核苷酸探针直接识别个别 snp 位点。数以十万计的 snp 位点可以在单个芯片上进行测试。探针化学固定芯片矩阵,通常玻璃幻灯片。检测样品中的单核苷酸多态性,孤立的基因组 DNA 是 pcr 扩增和零碎,无法提高探头绑定效率。通常用荧光标记,然后到芯片杂交,DNA 然后标记。DNA 样本允许绑定到探头后,所有未绑定或非专门绑定 DNA 被冲走了。通过测量在每个探针点信号,可以确定目标样本中的等位基因的存在。

另一种单核苷酸多态性分型方法是等位基因特异性 pcr 技术,所以,他们只对完全互补的等位基因杂交,对单核苷酸多态性包含序列设计引物是在哪里。PCR 产物可以采用荧光标记法检测到。或者,PCR 引物侧翼 SNP 网站感兴趣的可以与单核苷酸多态性特异探针,如 TaqMan pcr 结合设计。在这里,探头包含了荧光标记,以及抑制从附近标记荧光猝灭剂分子。在 PCR,只有具体一定的探针序列将被降级的聚合酶,从猝灭剂分离荧光标记和荧光信号,表明特定的变体的存在导致 5 ′ 外切酶活性。

第三类的方法,叫做片段分析,涉及到建立 DNA 片段的各种大小或标签,基于特定的单核苷酸多态性的存在与否。限制性片段长度多态性分析利用限制酶对于他们的目标序列,哪里劈开一个等位基因和另一个不是严格的专一性。结扎法使用两个探头位于直接彼此相邻,其中之一在目标 SNP 完全终止。如果单核苷酸多态性含探针完全绑定,结扎可以发生。引物延伸检测过程只需绑定目标单核苷酸多态性的一个核苷酸的引物。本读物是然后可变扩展基于个人的等位基因存在。然后可以使用凝胶或毛细管电泳、 质谱区分这些方法所产生的碎片。

最后,测序可以非常具体,检测单核苷酸多态性,以及确定小说单核苷酸多态性与未知序列。然而,必须执行额外的照顾和其他实验复制来区分实际单核苷酸多态性与测序读取的错误。随着测序技术变得更便宜、 更易于访问,研究人员正在越来越多地利用测序基因分型。

见过如何 snp 位点可以是基因型,让我们看看一些具体的应用程序的这些技术。

基因分型可以用于区分品种种群具有几乎相同的外观。这被通过第一隔离的基因组 DNA,其次是 PCR 引物设计要绑定序列与已知 snp 位点或其他遗传的变异。这些引物只会放大包含特定的多态性,品种的 DNA,从而可以用来区分这些特型演员。

研究人员还使用基因分型来识别具体的耐药突变的致病细菌。基因组 DNA 和聚合酶链反应-混合大师将直接添加到一个芯片,建立了简化的单核苷酸多态性阵列协议为低资源设置。在一个步骤中发生样品扩增和杂交。数组然后洗干净,成像,和结果进行了分析,以确定的肺结核细菌以及任何耐药突变的存在与否。

最后,单核苷酸多态性可用于评估函数的遗传变异,据协会研究发现,增加疾病风险。在这里,科学家的实验与中性的"标记"单核苷酸多态性位于的利息,以及笔录的测试是疾病相关的基因的 SNP 基因的转录部分杂合状态的细胞系。阴性对照细胞系是选择标记单核苷酸多态性,而非疾病相关变体的单核苷酸多态性试验纯合子杂合子。等位基因特异性引物延伸进行基因组 DNA 和 cDNA 反向转录 mrna 表达。引物延伸产品然后量化应用 MALDI-TOF 质谱。通过比较两个标记的单核苷酸多态性等位基因与关联的片段的相对丰度,研究者可以判断是否疾病相关的基因的单核苷酸多态性的结果减少的基因的表达。

你刚看了朱庇特的视频上单核苷酸多态性基因分型。此视频介绍的概念和用途的 snp 位点,用来识别和表征单核苷酸多态性的几种基本方法,并强调三个应用程序的单核苷酸多态性基因分型。一如既往,感谢您收看 !

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