ما هي العلامة الجينية؟ لما هذا؟

اكتشافات الواسمات الجينية الجديدة التي تساعد على التعرف وبالتالي ، للوقاية بشكل أفضل من الأمراض المتعددة.

تُستخدم هذه العلامات لربط طفرات جينية معينة بخطر ظهور وتطور العديد اضطرابات وراثية. سيكون استخدام تقنيات تسلسل الجينوم الجديدة ضروريًا في تطوير المعرفة بهذا النوع من الأمراض والعديد من الأمراض الأخرى.

في هذه المقالة نشرح ماهية العلامة الجينية ، وأنواع الواسمات الموجودة ، وكيف يتم اكتشافها المتغيرات الجينية المختلفة وما هي التقنيات الرئيسية المستخدمة في التسلسل علم الجينوم.

• مقالة موصى بها: "ماذا تعني كلمة" فطري "؟"

ما هي العلامة الجينية؟

الواسمات الجينية هي أجزاء من الحمض النووي يقع في موضع معروف (موضع) على كروموسوم معين. عادةً ما ترتبط هذه العلامات بأنماط ظاهرية معينة لمرض معين وهي مفيدة جدًا في تحديد الاختلافات الجينية المختلفة في أفراد ومجموعات سكانية محددة.

أحدثت تقنية الواسمات الجينية القائمة على الحمض النووي ثورة في عالم علم الوراثة ، حيث بفضلها يمكن اكتشاف الأشكال المتعددة (المسؤولة عن تباين كبير بين الأفراد من نفس النوع) بين الأنماط الجينية المختلفة أو الأليلات للجين لتسلسل DNA معين في مجموعة من الجينات.

هذه العلامات التي تمنح احتمالية عالية لحدوث المرض هي الأكثر فائدة كأدوات تشخيصية.. يمكن أن يكون للعلامة عواقب وظيفية ، مثل تغيير التعبير أو وظيفة الجين الذي يساهم بشكل مباشر في تطور المرض ؛ وعلى العكس من ذلك ، قد لا يكون له أي نتيجة وظيفية ، ولكن قد يكون قريبًا من أحد المتغيرات وظيفية بحيث يميل كل من العلامة والمتغير إلى التوارث معًا في المجتمع عام.

تصنف الاختلافات في الحمض النووي على أنها "محايدة" عندما لا تنتج أي تغييرات في السمات الأيضية أو النمط الظاهري (السمات التي يمكن ملاحظتها) ، وعندما لا يخضعون لأي ضغط تطوري (سواء إيجابي أو سلبي أو موازن) ؛ خلاف ذلك ، تسمى الاختلافات وظيفية.

يمكن للطفرات في النيوكليوتيدات الرئيسية في تسلسل الحمض النووي أن تغير تكوين الأحماض الأمينية للبروتين وتؤدي إلى متغيرات وظيفية جديدة. قد يكون للمتغيرات المذكورة كفاءة أيضية أعلى أو أقل مقارنة بالتسلسل الأصلي ؛ يمكن أن يفقدوا وظائفهم تمامًا أو حتى إضافة وظيفة جديدة.

طرق الكشف عن تعدد الأشكال

تُعرَّف تعدد الأشكال على أنها متغيرات جينية في تسلسل الحمض النووي بين أفراد من نفس النوع.. يمكن أن يكون لهذه عواقب على النمط الظاهري إذا وجدت في مناطق ترميز الحمض النووي.

لاكتشاف هذه الأشكال المتعددة ، هناك طريقتان رئيسيتان: الطريقة الجنوبية ، وهي تقنية تهجين الحمض النووي. وتقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل PCR ، مما يجعل من الممكن تضخيم مناطق محددة صغيرة من مادة الحمض النووي.

باستخدام هاتين الطريقتين ، يمكن تحديد الاختلافات الجينية في عينات الحمض النووي وتعدد الأشكال في منطقة معينة من تسلسل الحمض النووي. ومع ذلك ، تظهر الدراسات التي أجريت أنه في حالة الأمراض الأكثر تعقيدًا يكون الأمر أكثر صعوبة تحديد هذه العلامات الجينية ، لأنها عادة ما تكون متعددة الجينات ، أي بسبب عيوب متعددة الجينات.

أنواع الواسمات الجينية

هناك نوعان رئيسيان من الواسمات الجزيئيةق: تلك الخاصة بترجمة ما بعد النسخ ، والتي يتم إجراؤها عن طريق تحليل الحمض النووي غير المباشر ؛ وتلك الخاصة بنوع الترجمة قبل النسخ ، والتي تجعل من الممكن اكتشاف الأشكال المتعددة مباشرة على مستوى الحمض النووي والتي سنناقشها أدناه.

1. علامات RFLP

علامات وراثية RFLP (تعدد أشكال طول جزء تقييد) يتم الحصول عليها بعد استخراج وتفتيت الحمض النووي ، عن طريق قطع نوكلياز داخلي بواسطة إنزيمات التقييد.

ثم يتم تحليل شظايا التقييد التي تم الحصول عليها باستخدام الرحلان الكهربائي للهلام. إنها أداة أساسية لرسم الخرائط الجينومية وفي تحليل الأمراض متعددة الجينات.

2. علامات AFLP

هذه العلامات هي biallelic ومهيمنة.. يمكن فرز الاختلافات في العديد من المواقع (تسمية متعددة المواضع) في وقت واحد لاكتشاف الاختلافات في مكان واحد النوكليوتيدات من مناطق جينومية غير معروفة ، حيث قد توجد طفرة معينة بشكل متكرر في الجينات الوظيفية غير محدد.

3. السواتل الدقيقة

السواتل المكروية هي أكثر الواسمات الجينية شيوعًا في دراسات التوصيف الجيني. معدل طفراته العالية وطبيعته السائدة تجعل من الممكن تقدير التنوع الجيني داخل و بين السلالات المختلفة ، والاختلاط الجيني بين السلالات ، حتى لو كانت قريبة متعلق ب.

4. علامات الحمض النووي للميتوكوندريا

هذه العلامات يوفر طريقة سريعة لاكتشاف التهجين بين الأنواع أو الأنواع الفرعية.

ساهم تعدد الأشكال في تسلسلات معينة أو في منطقة التحكم في الحمض النووي للميتوكوندريا ، إلى حد كبير ، في تحديد أسلاف الأنواع المحلية ، وإنشاء أنماط جغرافية للتنوع الجيني ، وفهم سلوكيات التربية. تدجين.

5. علامات RAPD

تعتمد هذه العلامات على تفاعل البلمرة المتسلسل أو تقنية PCR. يتم تضخيم الأجزاء التي تم الحصول عليها بواسطة RAPD في مناطق عشوائية مختلفة.

تكمن فائدتها في حقيقة أنها تقنية سهلة الاستخدام وتسمح لنا بتمييز العديد من الأشكال المتعددة بشكل سريع وفي نفس الوقت. تم استخدامه في تحليل التنوع الجيني وتحسين وتمايز السلالات النسيليّة.

تقنيات تسلسل الجينوم

العديد من الأمراض الموجودة لها أساس وراثي. عادة ما يتم تحديد السبب من خلال ظهور طفرة واحدة أو أكثر تسبب المرض أو ، على الأقل ، تزيد من خطر الإصابة به.

واحدة من أكثر التقنيات شيوعًا للكشف عن هذه الطفرات والتي تم استخدامها حتى وقت قريب هي دراسة الارتباط الجيني.، والتي تنطوي على تسلسل الحمض النووي لواحد أو مجموعة من الجينات المشتبه في تورطها في مرض معين.

تدرس دراسات الارتباط الجيني تسلسل الحمض النووي في جينات الناقلين والأشخاص الأصحاء ، من أجل العثور على الجين (الجينات) المسؤولة. حاولت هذه الدراسات تضمين أفراد من نفس العائلة لزيادة احتمالية اكتشاف الطفرات. ومع ذلك ، فإن هذا النوع من الدراسة يجعل من الممكن فقط تحديد الطفرات المرتبطة بجين واحد ، مع القيود التي ينطوي عليها ذلك.

في السنوات الأخيرة ، تم اكتشاف تقنيات تسلسل جديدة جعلت من الممكن التغلب عليها تُعرف باسم تقنيات تسلسل الجيل التالي (NGS). إنجليزي). هذه تسمح بتسلسل الجينوم باستثمار وقت أقل (وأموال أقل). نتيجة لذلك ، يتم حاليًا تنفيذ ما يسمى بدراسات الارتباط على نطاق الجينوم أو GWAS (دراسات الارتباط على نطاق الجينوم).

يسمح التسلسل الجيني باستخدام GWAS باستكشاف جميع الطفرات الموجودة في الجينوم، مما يزيد بشكل كبير من احتمال العثور على الجينات المسؤولة عن مرض معين. وقد أدى ذلك إلى إنشاء اتحادات دولية مع باحثين من جميع أنحاء العالم يتشاركون خرائط الكروموسوم مع متغيرات المخاطر للعديد من الأمراض.

ومع ذلك ، فإن GWAS لا تخلو من القيود ، مثل عدم قدرتها على الحساب الكامل للمخاطر الجينية والعائلية. من الأمراض الشائعة ، وصعوبات تقييم المتغيرات الجينية النادرة أو حجم التأثير الصغير الذي تم الحصول عليه في معظم دراسات. جوانب إشكالية بلا شك يجب تحسينها في السنوات القادمة.

المراجع الببليوجرافية:

• Korte ، A. ، & Farlow ، A. (2013). مزايا وقيود تحليل السمات باستخدام GWAS: مراجعة. طرق النبات ، 9 (1) ، 29.

• بريتشارد ، ج. K. ، & Rosenberg ، N. ل. (1999). استخدام العلامات الجينية غير المرتبطة للكشف عن التقسيم الطبقي للسكان في دراسات الارتباط. المجلة الأمريكية لعلم الوراثة البشرية ، 65 (1) ، 220-228.

• وليامز ، ج. G. ، Kubelik ، A. ر ، ليفاك ، ك. J. ، رافالسكي ، ج. أ. ، وتينجي ، س. الخامس. (1990). تعد الأشكال المتعددة للحمض النووي التي يتم تضخيمها بواسطة الاشعال التعسفي مفيدة كواسمات جينية. أبحاث الأحماض النووية، 18 (22) ، 6531-6535.