单核苷酸多态性及其应用详解演示文稿
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浅谈单核苷酸多态性、单倍型及连锁不平衡单核苷酸多态性,单倍型及连锁不平衡是一些基因组学领域中的重要概念。
它们在遗传学、系统发育学、植物学等多个领域都有重要的应用。
本文结合实例,从科学角度讨论单核苷酸多态性、单倍型及连锁不平衡。
一、单核苷酸多态性单核苷酸多态性是指一个特定位点中,有多种可能出现的单核苷酸类型。
一般情况下,在一个特定基因序列位点中,只有一种基因序列类型出现,而单核苷酸多态性是指在同一个序列位点可以出现多种基因序列类型。
单核苷酸多态性的发现,是由于多核苷酸的突变。
在基因组的多核苷酸中,突变的发生十分频繁,因此,同一个序列位点中可能出现多种基因序列类型。
此外,在不同的基因序列变异中,有可能出现多种单核苷酸类型。
举一个实例来说明,在某个植物体细胞中,一个序列位点中有三种基因序列类型(A、T、C),则该位点即为单核苷酸多态性。
研究表明,单核苷酸多态性可以影响基因组的表达,从而对生物功能产生影响。
二、单倍型单倍型是指在一个特定的位点上,一个特定的基因序列(如A、T、C)只出现一次,而另一个基因序列(如A、T、C)并不存在。
在基因组中,单倍型类型是非常普遍的,特别是在低等生物中,如细菌和植物体。
单倍型的作用,主要是在保护基因组的稳定性,保持基因的父代性,并且有助于基因的修复。
在某些特殊的情况下,如当有多个基因突变的发生时,单倍型可以避免突变的严重性。
单倍型也有助于细胞的正常功能,保持基因的进化性。
三、连锁不平衡连锁不平衡是指在父亲染色体和母亲染色体中,有一个染色体比另一个染色体多出一些基因序列,而一些基因序列可能不存在,这样会造成染色体的不平衡状态。
连锁不平衡的发生,主要是由于基因突变和特殊的多倍体细胞状态等原因,如非整倍体多倍体,双胞多倍体等,这些都可能会造成连锁不平衡的产生。
连锁不平衡对生物功能的影响很大,可能会造成生理因素的改变,如某些遗传性疾病的发生率增加,有些基因表达水平的改变,以及免疫系统的改变等等。
植物学通报 2004, 21 (5): 618 ̄624Chinese Bulletin of Botany植物的单核苷酸多态性及其在作物遗传育种中的应用①1,2,3郝岗平 2杨 清 1吴忠义 1曹鸣庆 1黄丛林②1(北京农业生物技术研究中心北京 100089) 2(南京农业大学生命科学学院南京 210095)3 (山东泰山医学院泰安 271000)摘要单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)是基因组中最常见的遗传多态性,在遗传学研究的许多方面具有重要的作用。
综述了单核苷酸多态性的发现、特点及其应用等方面对植物SNP的研究进展,并展望其在作物遗传育种中的应用前景。
关键词 SNP,遗传标记,关联分析Single Nuleotide Polymorphism (SNP) and its Applicationsin Crop Genetics and Breeding1,2,3HAO Gang-Ping 2YANG Qing 1WU Zhong-Yi 1CAO Ming-Qing 1HUANG Cong-Lin②1(Beijing Agro-Biotechnology Research Center, Beijing 100089)2(College of Biological Sciences, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095 )3(Taishan Medical College of Shandong,Tai’an 271000)Abstract Single nucleotide polymorphisms (SNPs) are the most frequent variations in the genome of any organism, playing an important role in many aspects of genetics research. In this paper, we reviewed the feature of SNPs,its advantage in genotyping and application in crops breeding . Key words Single nucleotide polymorphism (SNP), Genetic marker, Association analysis随着人类、拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa L.)等多种高等生物基因组测序的完成,人们已经开始致力于生物基因组序列差异的发现和研究。
单核苷酸多态性(SNP)实验SNP (Single Nucleotide Polymorphism)即单核苷酸多态性,是由于单个核苷酸改变而导致的核酸序列多态性(Polymorphism)。
据估计,在人类基因组中,大约每千个碱基中有一个SNP,无论是比较于度多态性(RFLP)分析还是微卫星标记(STR),都要广泛得多。
实验方法原理:SNP (Single Nucleotide Polymorphism)即单核苷酸多态性,是由于单个核苷酸改变而导致的核酸序列多态性(Polymorphism)。
据估计,在人类基因组中,大约每千个碱基中有一个SNP,无论是比较于限制性片段长度多态性(RFLP)分析还是微卫星标记(STR),都要广泛得多。
SNP是我们考察遗传变异的最小单位,据估计,人类的所有群体中大约存在一千万个SNP位点。
一般认为,相邻的SNPs倾向于一起遗传给后代。
于是,我们把位于染色体上某一区域的一组相关联的SNP等位位点称作单体型(haplotype)。
大多数染色体区域只有少数几个常见的单体型(每个具有至少5%的频率),它们代表了一个群体中人与人之间的大部分多态性。
一个染色体区域可以有很多SNP位点,但是我们一旦掌握了这个区域的单体型,就可以只使用少数几个标签SNPs(tagSNP)来进行基因分型,获取大部分的遗传多态模式。
实验材料:组织样品试剂、试剂盒:液氮、PBS、GA缓冲液、GB缓冲液、蛋白酶K、无水乙醇、蛋白液、漂洗液等仪器、耗材:离心管、离心机、废液收集管、吸附柱、水浴锅、分光光度计、低温冰箱等实验步骤:一、DNA抽提1. 取新鲜肌肉组织约100 mg,PBS漂洗干净,置于1.5 ml离心管中,加入液氮,迅速磨碎。
2. 加200 μl 缓冲液GA,震荡至彻底悬浮。
加入20 μl 蛋白酶K(20 mg/ml)溶液,混匀。
3. 加220 μl 缓冲液GB,充分混匀,37℃消化过夜,溶液变清亮。
SNPSNP,念法为〔snIp〕,全称Single Nucleotide Polymorphisms,是指在基因组上单个核苷酸的变异,包括转换、颠换、缺失和插入,形成的遗传标记,其数量很多,多态性丰富。
从理论上来看每一个SNP 位点都可以有4 种不同的变异形式,但实际上发生的只有两种,即转换和颠换,二者之比为2:1[1] 。
SNP 在CG 序列上出现最为频繁,而且多是C转换为T ,原因是CG中的C 常为甲基化的,自发地脱氨后即成为胸腺嘧啶。
一般而言,SNP 是指变异频率大于 1 %的单核苷酸变异。
在人类基因组中大概每1000 个碱基就有一个SNP ,人类基因组上的SNP 总量大概是3 ×10E6 个。
因此,SNP成为第三代遗传标志,人体许多表型差异、对药物或疾病的易感性等等都可能与SNP有关。
单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP),主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。
它是人类可遗传的变异中最常见的一种。
占所有已知多态性的90%以上。
理论上讲,SNP既可能是二等位多态性,也可能是3个或4个等位多态性,但实际上,后两者非常少见,几乎可以忽略。
因此,通常所说的SNP都是二等位多态性的。
这种变异可能是转换(C T,在其互补链上则为G A),也可能是颠换(C A,G T,C G,A T)。
转换的发生率总是明显高于其它几种变异,具有转换型变异的SNP约占2/3,其它几种变异的发生几率相似。
Wang等的研究也证明了这一点。
转换的几率之所以高,可能是因为CpG二核苷酸上的胞嘧啶残基是人类基因组中最易发生突变的位点,其中大多数是甲基化的,可自发地脱去氨基而形成胸腺嘧啶。
在基因组DNA中,任何碱基均有可能发生变异,因此SNP既有可能在基因序列内,也有可能在基因以外的非编码序列上。
总的来说,位于编码区内的SNP(coding SNP,cSNP)比较少,因为在外显子内,其变异率仅及周围序列的1/5。
单核苷酸多态性在人类疾病中的作用分析单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism, SNP)是指在基因组DNA序列中,单个碱基对(A、T、C、G)的变异。
这种变异在人类基因组中相当普遍,因此成为了进行基因组研究的重要指标。
SNP不仅存在于非编码区域,还存在于编码区域和调控区域,对人类的疾病具有重要的影响。
SNP的基本特征SNP的发生是因为在不断的复制过程中,DNA发生了突变,即把一种碱基替换成另一种。
这种替换会导致碱基序列的改变,从而影响基因的表达。
SNP的变异率约为每1000个核苷酸碱基中就会有一次变异。
SNP的分布不均匀,一般更容易出现在编码区域、非编码区域和调控区域,并且会导致蛋白质结构的改变。
不同的SNP会导致不同的临床表现。
方式表现为,一些SNP能够调控基因表达,一些SNP则直接影响基因的编码,而导致生物学、生理学和代谢上的改变。
SNP在人类疾病中的作用SNP在人类疾病中扮演着非常重要的角色。
目前已经证实SNP与一些遗传性疾病,如糖尿病、心血管疾病、乳腺癌、肺癌等有一定的关系。
1. 糖尿病:SNP在糖尿病中的作用体现在与胰岛素的代谢和分泌过程有关。
例如,TCF7L2基因中的SNP会影响胰岛素分泌的调节,使胰岛素分泌不足,最终导致糖尿病发生。
2. 心血管疾病:SNP在心血管疾病中的作用体现在与脑卒中、冠心病和高血压等有关。
例如,APOE基因的SNP会影响血脂代谢,从而导致心血管疾病的发生。
3. 乳腺癌:SNP在乳腺癌中的作用包括了与肿瘤的发生和进展有关的基因和调控因子。
例如,BRCA1和BRCA2基因的SNP会影响其DNA修复的功能,从而导致乳腺癌的发生。
4. 肺癌:SNP在肺癌中的作用体现在与烟草使用密切相关的代谢酶和某些细胞周期调节基因有关。
例如,CYP1A1基因中的SNP会影响对烟草中有害成分的代谢,从而增加了患肺癌的风险。
SNP的应用前景随着高通量测序技术的发展,基因分析已经成为临床医学中不可缺少的一环。
人类肝癌中单核苷酸多态性的分析与应用肝癌是一种常见的恶性肿瘤,其发生率逐年上升,严重威胁着人类的健康和生存。
在研究肝癌的发病机制和预防治疗方法中,单核苷酸多态性成为了一个备受关注的研究方向。
本文着重从单核苷酸多态性的定义、分析及其在肝癌中的应用等方面进行讨论。
一、单核苷酸多态性的定义单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphisms,SNP)是指基因组中单一核苷酸的突变或变异。
这种变异可能是单个碱基的突变,也可能是插入、缺失或重复等突变形式。
对于SNP的分析可以通过测序技术进行,其中最常用的是基于芯片的分析方法。
二、SNP在肝癌中的分析方法当前,一些研究者普遍认为SNP与肝癌的发病机制密切相关。
基于这一认识,研究者们在分析SNP与肝癌相关性时采用了多种方法,如关联分析、候选基因分析、基因荟萃分析等。
其中最常见的是关联分析。
1. 关联分析关联分析又称联合分析,是一种常用的SNP分析方法。
它通过对病人和对照组中SNP的频率进行比较,来确定SNP和疾病之间的相关性。
其操作步骤主要包括:设计研究计划、构建试验队列、考察SNP频率、特征选择和研究统计学方法。
2. 候选基因分析候选基因分析是在已知肝癌风险基因的基础上进行的一种SNP分析方法。
在这种分析方法中,研究者们首先识别候选基因,然后通过分析这些基因的SNP变异情况来探索其与肝癌之间的关系。
3. 基因荟萃分析基因荟萃分析是一种综合各类研究数据进行综合分析的方法。
在这种方法中,研究者们通过对多项研究数据进行汇总、比较和分析,来探究SNP与肝癌之间的相关性。
这种方法的优点是可以解决单个研究数据不足的问题,但也有一些限制,如不同研究间数据来源、研究质量不一等。
三、SNP在肝癌中的应用1. 个性化预防SNP分析可以确定一个人患某种疾病的风险。
通过分析一个人的DNA序列中的SNP信息,可以预测其体内的肝癌的可能性,并采取个性化的预防措施。