Apa itu penanda genetik? Untuk apa ini?

Penemuan penanda genetik baru yang membantu mengidentifikasi dan, oleh karena itu, untuk mencegah berbagai penyakit dengan lebih baik.

Penanda ini digunakan untuk mengasosiasikan mutasi genetik tertentu dengan risiko kemunculan dan perkembangan banyak gangguan keturunan. Penggunaan teknik pengurutan genom baru akan sangat penting dalam memajukan pengetahuan tentang jenis penyakit ini dan banyak lainnya.

Pada artikel ini kami menjelaskan apa itu penanda genetik, jenis penanda apa yang ada, bagaimana pendeteksiannya varian genetik yang berbeda dan apa teknik utama yang digunakan dalam pengurutan genomik.

Artikel yang disarankan: "Apa artinya 'bawaan'?"

Apa itu penanda genetik?

Penanda genetik adalah segmen dari dna terletak pada posisi yang diketahui (lokus) pada kromosom tertentu. Biasanya, penanda ini dikaitkan dengan fenotipe penyakit tertentu dan sangat berguna dalam mengidentifikasi variasi genetik yang berbeda pada individu dan populasi tertentu.

Teknologi penanda genetik berbasis DNA telah merevolusi dunia genetika, karena berkat penanda tersebut dimungkinkan untuk mendeteksi polimorfisme (bertanggung jawab atas variabilitas besar antara individu dari spesies yang sama) antara genotipe yang berbeda atau alel gen untuk urutan DNA yang diberikan dalam kelompok gen.

instagram story viewer

Penanda yang memberikan kemungkinan tinggi terjadinya penyakit paling berguna sebagai alat diagnostik.. Penanda dapat memiliki konsekuensi fungsional, seperti mengubah ekspresi atau fungsi gen yang secara langsung berkontribusi pada perkembangan suatu penyakit; dan sebaliknya, itu mungkin tidak memiliki konsekuensi fungsional apa pun, tetapi mungkin terletak dekat dengan varian fungsional sehingga penanda dan variannya cenderung diwariskan bersama dalam populasi umum.

Variasi DNA diklasifikasikan sebagai "netral" ketika mereka tidak menghasilkan perubahan dalam sifat metabolik atau fenotipik (sifat yang dapat diamati), dan ketika mereka tidak tunduk pada tekanan evolusi apa pun (baik positif, negatif atau pengimbang); Kalau tidak, variasi disebut fungsional.

Mutasi pada nukleotida kunci dalam sekuens DNA dapat mengubah komposisi asam amino protein dan menyebabkan varian fungsional baru. Varian tersebut mungkin memiliki efisiensi metabolisme yang lebih tinggi atau lebih rendah dibandingkan dengan urutan aslinya; mereka dapat kehilangan fungsinya sepenuhnya atau bahkan menambahkan yang baru.

Metode deteksi polimorfisme

Polimorfisme didefinisikan sebagai varian genetik dalam urutan DNA antara individu dari spesies yang sama.. Ini dapat memiliki konsekuensi pada fenotipe jika ditemukan di daerah pengkodean DNA.

Untuk mendeteksi polimorfisme ini, ada dua metode utama: metode Selatan, teknik hibridisasi asam nukleat; dan teknik PCR reaksi berantai polimerase, yang memungkinkan untuk memperkuat daerah spesifik kecil dari bahan DNA.

Dengan menggunakan kedua metode ini, variasi genetik dalam sampel DNA dan polimorfisme di wilayah tertentu dari urutan DNA dapat diidentifikasi. Namun, penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa dalam kasus penyakit yang lebih kompleks lebih sulit untuk dilakukan mengidentifikasi penanda genetik ini, karena biasanya bersifat poligenik, yaitu disebabkan oleh cacat pada banyak gen.

Jenis penanda genetik

Ada dua jenis utama penanda molekulers: post-transkripsi-translasi, yang dilakukan dengan analisis DNA tidak langsung; dan jenis pratranskripsi-translasi, yang memungkinkan untuk mendeteksi polimorfisme secara langsung pada tingkat DNA dan yang akan kita bahas di bawah.

1. penanda RFLP

Penanda genetik RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism). diperoleh setelah ekstraksi dan fragmentasi DNA, dengan memotong endonuklease oleh enzim restriksi.

Fragmen restriksi yang diperoleh kemudian dianalisis menggunakan elektroforesis gel. Mereka adalah alat mendasar untuk pemetaan genomik dan dalam analisis penyakit poligenik.

2. penanda AFLP

Penanda ini bersifat bialelik dan dominan.. Variasi pada banyak lokus (multi-locus naming) dapat disortir secara bersamaan untuk mendeteksi variasi pada satu lokasi nukleotida dari daerah genom yang tidak diketahui, di mana mutasi tertentu mungkin sering hadir dalam gen fungsional tak tentu.

3. mikrosatelit

Mikrosatelit adalah penanda genetik paling populer dalam studi karakterisasi genetik. Tingkat mutasinya yang tinggi dan sifat kodominannya memungkinkan untuk memperkirakan keragaman genetik di dalam dan antara keturunan yang berbeda, dan pencampuran genetik antara keturunan, bahkan jika mereka dekat terkait.

4. Penanda DNA mitokondria

Penanda ini menyediakan cara cepat untuk mendeteksi hibridisasi antara spesies atau subspesies.

Polimorfisme dalam sekuens tertentu atau di wilayah kontrol DNA mitokondria telah berkontribusi besar dalam identifikasi nenek moyang spesies domestik, membangun pola geografis keanekaragaman genetik, dan memahami perilaku pemuliaan. domestikasi.

5. Penanda RAPD

Penanda ini didasarkan pada reaksi berantai polimerase atau teknik PCR. Fragmen yang diperoleh RAPD diamplifikasi di berbagai wilayah acak.

Kegunaannya terletak pada fakta bahwa ini adalah teknik yang mudah digunakan dan memungkinkan kita membedakan banyak polimorfisme dengan cepat dan bersamaan. Ini telah digunakan dalam analisis keragaman genetik dan perbaikan dan diferensiasi garis klon.

Teknik pengurutan genom

Banyak penyakit yang ada memiliki dasar genetik. Penyebabnya biasanya ditentukan oleh munculnya satu atau lebih mutasi yang menyebabkan penyakit atau, setidaknya, meningkatkan risiko pengembangannya.

Salah satu teknik paling umum untuk mendeteksi mutasi ini dan yang telah digunakan hingga saat ini adalah studi asosiasi genetik., yang melibatkan pengurutan DNA dari satu atau sekelompok gen yang diduga terlibat dalam penyakit tertentu.

Studi asosiasi genetik mempelajari urutan DNA dalam gen pembawa dan orang sehat, untuk menemukan gen yang bertanggung jawab. Studi-studi ini telah berusaha untuk memasukkan anggota keluarga yang sama untuk meningkatkan kemungkinan deteksi mutasi. Namun, jenis studi ini hanya memungkinkan untuk mengidentifikasi mutasi yang terkait dengan satu gen, dengan keterbatasan yang ditimbulkannya.

Dalam beberapa tahun terakhir, teknik pengurutan baru telah ditemukan yang memungkinkan untuk mengatasinya keterbatasan, yang dikenal sebagai teknik sequencing generasi berikutnya (NGS). Bahasa inggris). Ini memungkinkan pengurutan genom menginvestasikan lebih sedikit waktu (dan lebih sedikit uang). Akibatnya, apa yang disebut Studi Asosiasi Genome-Wide atau GWAS (Studi Asosiasi Genome-Wide) saat ini sedang dilakukan.

Pengurutan genom menggunakan GWAS memungkinkan semua mutasi yang ada dalam genom untuk dieksplorasi, secara eksponensial meningkatkan kemungkinan menemukan gen yang bertanggung jawab atas penyakit tertentu. Hal ini menyebabkan terciptanya konsorsium internasional dengan para peneliti dari seluruh dunia berbagi peta kromosom dengan varian risiko dari banyak penyakit.

Namun, GWAS bukannya tanpa batasan, seperti ketidakmampuan mereka untuk sepenuhnya memperhitungkan risiko genetik dan keluarga. penyakit umum, kesulitan untuk mengevaluasi varian genetik langka atau ukuran efek kecil yang diperoleh di sebagian besar studi. Tidak diragukan lagi aspek bermasalah yang harus diperbaiki di tahun-tahun mendatang.

Referensi bibliografi:

Korte, A., & Farlow, A. (2013). Kelebihan dan keterbatasan analisis sifat dengan GWAS: review. Metode penanaman, 9(1), 29.
Prita, J. K., & Rosenberg, N. KE. (1999). Penggunaan penanda genetik yang tidak terkait untuk mendeteksi stratifikasi populasi dalam studi asosiasi. Jurnal Genetika Manusia Amerika, 65(1), 220-228.
Williams, J. G., Kubelik, A. R., Livak, K. J., Rafalski, J. A., & Tingey, S. ay. (1990). Polimorfisme DNA yang diamplifikasi oleh primer arbitrer berguna sebagai penanda genetik. Penelitian asam nukleat, 18(22), 6531-6535.