Jednonukleotidový polymorfismus

Jednonukleotidový polymorfismus, častěji označován jako SNP (z anglického single-nucleotide polymorphism), je variace v jediném nukleotidu, která se vyskytuje v určité pozici v genomu, přičemž každá taková variace je přítomna v populaci alespoň v jisté patrné míře (např. > 1%).[1]

Horní molekula DNA se od spodní molekuly DNA liší v jedné nukleotidové pozici (C/A polymorfismus)

Za příklad může sloužit následující: V lidském genomu se v určité pozici báze u většiny jedinců v populaci může vyskytovat nukleotid C, ale u menší skupiny jedinců může být v této pozici nukleotid A. To znamená, že se v této konkrétní pozici vyskytuje SNP a dvě možné nukleotidové varianty – C nebo A – jsou alely pro tuto pozici.

Jednonukleotidové polymorfismy jsou základem rozdílů v naší náchylnosti k různým onemocněním; široká škála lidských onemocnění, např. srpkovitá anémie, β-talasemie a cystická fibróza je způsobena jednonukleotidovými polymorfismy.[2][3][4] Závažnost onemocnění a způsob, jakým naše tělo reaguje na léčbu, jsou také projevem genetické variace. Například bodová mutace v genu APOE (apolipoprotein E) je spojena s vyšším rizikem Alzheimerovy choroby.[5]

V případě jednonukleotidové varianty (SNV) jde o změnu v jediném nukleotidu nezávisle na frekvenci výskytu v populaci a tyto varianty mohou vzniknout v somatických buňkách. Somatické jednonukleotidové varianty (např. mutace související s rakovinou), mohou být také nazývány "single-nucleotide alterations".

Typy
Typy SNP
Typy jednonukleotidových polymorfismů (SNPs) 

Jednonukleotidové polymorfismy se mohou vyskytovat v kódujících oblastech genů, nekódující oblastech genů, nebo v tzv. "intergenic regions" (oblastí mezi geny). SNP v kódujících sekvencích nemusí vzhledem k degeneraci genetického kódu nutně měnit aminokyselinovou sekvenci kódovaného proteinu. 

SNP v kódující oblasti jsou dvou typů: synonymní a nesynonymní. Synonymní polymorfismy nemají vliv na kódovanou aminokyselinovou sekvenci, zatímco nesynonymní SNP ji mění. Nesynonymní se pak dále dají rozdělit na dva typy: missense a nonsense. Missense mění kódovanou aminokyselinu za jinou, zatímco nonsense způsobují ukončení translace vznikem stopkodonu.

Jednonukleotidové polymorfismy, které se nevyskytují v protein-kódujících oblastech mohou ovlivnit sestřih genů, schopnost vázat transkripční faktor, degradaci messenger RNA , nebo mohou měnit sekvence nekódující RNA.

Využití SNP
  • Asociační studie mohou určit, zda je genetická variace spojena s onemocněním nebo s projevem určitého geneticky podmíněného znaku.[6]
  • Haplotypové mapování: sady alel nebo DNA sekvencí mohou být seskupeny tak, že s pomocí jednoho SNP lze identifikovat mnoho spolu souvisejících SNPs. Analýza SNPs je možná v prostředí R za pomoci balíku pegas.
  • Vazebná nerovnováha je termín používaný v populační genetice, který značí nenáhodnou asociaci mezi alelami ve dvou nebo více lokusech. V souvislosti s jednonukleotidovým polymorfismem to znamená, že dvě SNP alely (či obecně DNA sekvence), nacházející se v genomu blízko sebe, budou s vyšší pravděpodobností zděděny společně. Vazebná nerovnováha je ovlivněna dvěma parametry: 1) genetickou vzdáleností mezi dvěma či více SNP (čím větší vzdálenost, tím menší míra vazebné nerovnováhy) 2) mírou rekombinace v daném úseku (čím menší míra rekombinace, tím vyšší míra vazebné nerovnováhy)

Frekvence výskytu

V rámci genomu

Rozdělení SNP v genomu není homogenní; SNP se vyskytují v nekódujících oblastech častěji než v oblastech kódujících, resp. se vyskytují obecně méně tam, kde přirozený výběr napomáhá fixování jedné alely, která je z hlediska adaptace nejvýhodnější a zároveň tím tedy přispívá k odstranění ostatních variant SNP.  Další faktory, jako genetická rekombinace a mutace, mohou také frekvenci výskytu SNP ovlivnit.[7]

Frekvence výskytu SNP může být odhadnuta podle přítomnosti mikrosatelitů: zejména AT mikrosatelity jsou silnými ukazateli SNP hustoty, v úsecích skládajících se z dlouhých (AT)(n) opakování a obsahujících málo GC vazeb se obecně vyskytují SNP ve výrazně nižší míře.[8]

V rámci populace

Mezi lidskými populacemi je určitá variace, takže SNP alely, které jsou běžné u jedné geografické či etnické skupiny, mohou být mnohem vzácnější u jiné.

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Single-nucleotide polymorphism na anglické Wikipedii.

  1. single-nucleotide polymorphism / SNP [online]. [cit. 2015-11-13]. Dostupné online. (anglicky)
  2. INGRAM, V. M. A specific chemical difference between the globins of normal human and sickle-cell anaemia haemoglobin. Nature. 13 October 1956, s. 792–794. DOI 10.1038/178792a0. PMID 13369537. (anglicky)
  3. CHANG, J. C.; KAN, Y. W. Beta 0 thalassemia, a nonsense mutation in man. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. June 1979, s. 2886–2889. DOI 10.1073/pnas.76.6.2886. PMID 88735. (anglicky)
  4. HAMOSH, A.; KING, T. M.; ROSENSTEIN, B. J.; COREY, M.; LEVISON, H.; DURIE, P.; TSUI, L. C. Cystic fibrosis patients bearing both the common missense mutation Gly----Asp at codon 551 and the delta F508 mutation are clinically indistinguishable from delta F508 homozygotes, except for decreased risk of meconium ileus. American Journal of Human Genetics. August 1992, s. 245–250. PMID 1379413. (anglicky)
  5. WOLF, A. B.; CASELLI, R. J.; REIMAN, E. M.; VALLA, J. APOE and neuroenergetics: An emerging paradigm in Alzheimer's disease. Neurobiology of Aging. April 2013, s. 1007–17. DOI 10.1016/j.neurobiolaging.2012.10.011. PMID 23159550. (anglicky)
  6. ZHANG, Kui; QIN, Zhaohui S.; LIU, Jun S.; CHEN, Ting; WATERMAN, Michael S.; SUN, Fengzhu. Haplotype Block Partitioning and Tag SNP Selection Using Genotype Data and Their Applications to Association Studies. S. 908–916. Genome Research [online]. 2004-05. Roč. 14, čís. 5, s. 908–916. Dostupné online. DOI 10.1101/gr.1837404. (anglicky)
  7. Nachman, Michael W. Single-nucleotide polymorphisms and recombination rate in humans. Trends in Genetics. September 2001, s. 481–485. DOI 10.1016/S0168-9525(01)02409-X. PMID 11525814. (anglicky)
  8. M. A. Varela; W. AMOS. Heterogeneous distribution of SNPs in the human genome: Microsatellites as predictors of nucleotide diversity and divergence. Genomics. March 2010, s. 151–159. DOI 10.1016/j.ygeno.2009.12.003. PMID 20026267. (anglicky)

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.