რა არის გენეტიკური მარკერი? Რისთვის არის?

ახალი გენეტიკური მარკერების აღმოჩენა, რომლებიც ხელს უწყობენ იდენტიფიცირებას და, შესაბამისად, მრავალი დაავადების უკეთ პრევენცია.

ეს მარკერები გამოიყენება გარკვეული გენეტიკური მუტაციების დასაკავშირებლად მრავალი მათგანის გაჩენისა და განვითარების რისკთან მემკვიდრეობითი დარღვევები. გენომის თანმიმდევრობის ახალი ტექნიკის გამოყენება არსებითი იქნება ამ ტიპის დაავადების და მრავალი სხვა ცოდნის გასაუმჯობესებლად.

ამ სტატიაში განვმარტავთ, რა არის გენეტიკური მარკერი, რა ტიპის მარკერები არსებობს, როგორ ხდება მათი აღმოჩენა სხვადასხვა გენეტიკური ვარიანტები და რა ძირითადი ტექნიკა გამოიყენება თანმიმდევრობის დროს გენომიკა.

• რეკომენდებული სტატია: "რას ნიშნავს "თანდაყოლილი"?

რა არის გენეტიკური მარკერი?

გენეტიკური მარკერები არის სეგმენტები დნმ მდებარეობს მოცემულ ქრომოსომაზე ცნობილ პოზიციაზე (ლოკუსში). ჩვეულებრივ, ეს მარკერები დაკავშირებულია დაავადების სპეციფიკურ ფენოტიპებთან და ძალიან სასარგებლოა სხვადასხვა გენეტიკური ვარიაციების იდენტიფიცირებისთვის კონკრეტულ ინდივიდებსა და პოპულაციებში.

დნმ-ზე დაფუძნებული გენეტიკური მარკერების ტექნოლოგიამ მოახდინა რევოლუცია გენეტიკის სამყაროში, რადგან მათი წყალობით შესაძლებელია პოლიმორფიზმის გამოვლენა (პასუხისმგებელია დიდი ცვალებადობა ერთი და იმავე სახეობის ინდივიდებს შორის) სხვადასხვა გენოტიპებს ან გენის ალელებს შორის მოცემული დნმ-ის თანმიმდევრობისთვის გენების ჯგუფში.

ის მარკერები, რომლებიც იძლევა დაავადების გაჩენის მაღალ ალბათობას, ყველაზე გამოსადეგია, როგორც დიაგნოსტიკური საშუალებები.. მარკერს შეიძლება ჰქონდეს ფუნქციური შედეგები, როგორიცაა გენის ექსპრესიის ან ფუნქციის შეცვლა, რომელიც უშუალოდ უწყობს ხელს დაავადების განვითარებას; და პირიქით, მას შეიძლება არ ჰქონდეს რაიმე ფუნქციური შედეგი, მაგრამ შეიძლება განთავსდეს ვარიანტთან ახლოს ფუნქციონალური ისე, რომ როგორც მარკერი, ასევე ვარიანტი პოპულაციაში ერთად მემკვიდრეობით მიიღება გენერალი.

დნმ-ის ვარიაციები კლასიფიცირდება როგორც "ნეიტრალური", როდესაც ისინი არ იწვევენ რაიმე ცვლილებას მეტაბოლურ მახასიათებლებში ან ფენოტიპური (დაკვირვებადი თვისებები) და როდესაც ისინი არ ექვემდებარებიან რაიმე ევოლუციურ წნევას (დადებითი, უარყოფითი ან ბალანსერი); წინააღმდეგ შემთხვევაში, ვარიაციები ეწოდება ფუნქციურს.

ძირითადი ნუკლეოტიდების მუტაციამ დნმ-ის თანმიმდევრობაში შეიძლება შეცვალოს ცილის ამინომჟავის შემადგენლობა და გამოიწვიოს ახალი ფუნქციური ვარიანტები. აღნიშნულ ვარიანტებს შეიძლება ჰქონდეთ უფრო მაღალი ან დაბალი მეტაბოლური ეფექტურობა თავდაპირველ თანმიმდევრობასთან შედარებით; მათ შეუძლიათ მთლიანად დაკარგონ ფუნქციონირება ან თუნდაც დაამატონ ახალი.

პოლიმორფიზმის გამოვლენის მეთოდები

პოლიმორფიზმი განისაზღვრება, როგორც გენეტიკური ვარიანტები დნმ-ის თანმიმდევრობაში ერთი და იმავე სახეობის ინდივიდებს შორის.. ამან შეიძლება გავლენა მოახდინოს ფენოტიპზე, თუ ისინი აღმოჩენილია დნმ-ის კოდირების რეგიონებში.

ამ პოლიმორფიზმის გამოსავლენად, არსებობს ორი ძირითადი მეთოდი: სამხრეთის მეთოდი, ნუკლეინის მჟავების ჰიბრიდიზაციის ტექნიკა; და პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქციის PCR ტექნიკა, რომელიც შესაძლებელს ხდის დნმ მასალის მცირე სპეციფიკური უბნების გაძლიერებას.

ამ ორი მეთოდის გამოყენებით შესაძლებელია დნმ-ის ნიმუშების გენეტიკური ვარიაციები და დნმ-ის თანმიმდევრობის კონკრეტულ რეგიონში პოლიმორფიზმების იდენტიფიცირება. თუმცა, ჩატარებული კვლევები აჩვენებს, რომ უფრო რთული დაავადებების შემთხვევაში ეს უფრო რთულია იდენტიფიცირება ეს გენეტიკური მარკერები, რადგან ისინი, როგორც წესი, პოლიგენურია, ანუ გამოწვეულია მრავალჯერადი დეფექტებით გენები.

გენეტიკური მარკერების სახეები

მოლეკულური მარკერების ორი ძირითადი ტიპი არსებობსs: პოსტტრანსკრიფცია-თარგმანის, რომლებიც ტარდება არაპირდაპირი დნმ ანალიზით; და ისინი პრეტრანსკრიფციულ-ტრანსლაციური ტიპისა, რომლებიც შესაძლებელს ხდის პოლიმორფიზმების გამოვლენას უშუალოდ დნმ-ის დონეზე და რომლებსაც ქვემოთ განვიხილავთ.

1. RFLP მარკერები

RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) გენეტიკური მარკერები მიიღება დნმ-ის ექსტრაქციისა და ფრაგმენტაციის შემდეგ, რესტრიქციული ფერმენტების მიერ ენდონუკლეაზას მოჭრით.

მიღებული შეზღუდვის ფრაგმენტები შემდეგ გაანალიზებულია გელის ელექტროფორეზის გამოყენებით. ისინი წარმოადგენენ ფუნდამენტურ ინსტრუმენტს გენომის რუკების და პოლიგენური დაავადებების ანალიზში.

2. AFLP მარკერები

ეს მარკერები ბიალელიური და დომინანტურია.. მრავალი ადგილის ვარიაციები (მრავალ ლოკუსების დასახელება) შეიძლება დალაგდეს ერთდროულად, რათა აღმოაჩინოს ვარიაციები ერთზე ნუკლეოტიდი უცნობი გენომიური რეგიონებიდან, რომელშიც მოცემული მუტაცია შეიძლება ხშირად იყოს წარმოდგენილი ფუნქციურ გენებში განუსაზღვრელი.

3. მიკროსატელიტები

მიკროსატელიტები ყველაზე პოპულარული გენეტიკური მარკერებია გენეტიკური დახასიათების კვლევებში. მისი მაღალი მუტაციის მაჩვენებელი და მისი კოდომინანტური ბუნება შესაძლებელს ხდის შეფასდეს გენეტიკური მრავალფეროვნება შიგნით და სხვადასხვა ჯიშებს შორის და გენეტიკური შერევა ჯიშებს შორის, თუნდაც ისინი მჭიდროდ იყვნენ დაკავშირებული.

4. მიტოქონდრიული დნმ მარკერები

ეს მარკერები უზრუნველყოფს სწრაფ გზას სახეობებსა თუ ქვესახეობებს შორის ჰიბრიდიზაციის გამოსავლენად.

პოლიმორფიზმებმა გარკვეულ თანმიმდევრობებში ან მიტოქონდრიული დნმ-ის საკონტროლო რეგიონში დიდი წვლილი შეიტანა დნმ-ის იდენტიფიკაციაში. შინაური სახეობების წინამორბედები, გენეტიკური მრავალფეროვნების გეოგრაფიული ნიმუშების დადგენა და გამრავლების ქცევის გაგება. მოშინაურება.

5. RAPD მარკერები

ეს მარკერები ეფუძნება პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქციას ან PCR ტექნიკას. RAPD-ით მიღებული ფრაგმენტები გაძლიერებულია სხვადასხვა შემთხვევით რეგიონში.

მისი სარგებლობა იმაში მდგომარეობს, რომ ეს არის ადვილად გამოსაყენებელი ტექნიკა და საშუალებას გვაძლევს სწრაფად და ერთდროულად განვასხვავოთ მრავალი პოლიმორფიზმი. იგი გამოიყენებოდა გენეტიკური მრავალფეროვნების ანალიზში და კლონური ხაზების გაუმჯობესებასა და დიფერენციაციაში.

გენომის თანმიმდევრობის ტექნიკა

ბევრ დაავადებას აქვს გენეტიკური საფუძველი. მიზეზს, როგორც წესი, განსაზღვრავს ერთი ან მეტი მუტაციის გამოჩენა, რომელიც იწვევს დაავადებას ან, სულ მცირე, ზრდის მის განვითარების რისკს.

ამ მუტაციების გამოვლენის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ტექნიკა და რომელიც ბოლო დრომდე იყო გამოყენებული, არის გენეტიკური ასოციაციის კვლევა., რომელიც გულისხმობს ერთი ან გენების ჯგუფის დნმ-ის თანმიმდევრობას, რომლებიც ეჭვმიტანილია გარკვეულ დაავადებაში.

გენეტიკური ასოციაციის კვლევები სწავლობს დნმ-ის თანმიმდევრობებს მატარებლებისა და ჯანმრთელი ადამიანების გენებში, რათა იპოვონ პასუხისმგებელი გენი. ეს კვლევები ცდილობდა ერთი და იმავე ოჯახის წევრების ჩართვას, რათა გაზარდოს მუტაციების გამოვლენის ალბათობა. თუმცა, ამ ტიპის კვლევა შესაძლებელს ხდის მხოლოდ ერთ გენთან დაკავშირებული მუტაციების იდენტიფიცირებას, იმ შეზღუდვით, რაც ამას მოჰყვება.

ბოლო წლებში აღმოაჩინეს თანმიმდევრობის ახალი ტექნიკა, რამაც შესაძლებელი გახადა მათი გადალახვა შეზღუდვები, რომლებიც ცნობილია როგორც შემდეგი თაობის თანმიმდევრობის (NGS) ტექნიკა. ინგლისური). ეს საშუალებას აძლევს გენომის თანმიმდევრობას დახარჯოს ნაკლები დრო (და ნაკლები ფული). შედეგად, ამჟამად ტარდება ე.წ. Genome-Wide Association Studies ან GWAS (Genome-Wide Association Studies).

გენომის თანმიმდევრობა GWAS-ის გამოყენებით გენომში არსებული ყველა მუტაციის შესწავლის საშუალებას იძლევა, ექსპონენტურად ზრდის გარკვეულ დაავადებაზე პასუხისმგებელი გენების პოვნის ალბათობას. ამან გამოიწვია საერთაშორისო კონსორციუმის შექმნა მკვლევარებთან ერთად მთელი მსოფლიოდან, რომლებიც იზიარებენ ქრომოსომების რუქებს მრავალი დაავადების რისკის ვარიანტებით.

თუმცა, GWAS არ არის შეზღუდვების გარეშე, როგორიცაა გენეტიკური და ოჯახური რისკის სრულად აღრიცხვის შეუძლებლობა. გავრცელებული დაავადებები, იშვიათი გენეტიკური ვარიანტების შეფასების სირთულეები ან უმეტეს შემთხვევაში მიღებული ეფექტის მცირე ზომა კვლევები. უდავოდ პრობლემური ასპექტები, რომლებიც უნდა გაუმჯობესდეს უახლოეს წლებში.

ბიბლიოგრაფიული ცნობები:

• კორტე, ა., და ფარლოუ, ა. (2013). თვისებების ანალიზის უპირატესობები და შეზღუდვები GWAS-ით: მიმოხილვა. მცენარეთა მეთოდები, 9(1), 29.

• პრიჩარდი, ჯ. კ., და როზენბერგი, ნ. TO. (1999). დაუკავშირებელი გენეტიკური მარკერების გამოყენება ასოციაციის კვლევებში პოპულაციის სტრატიფიკაციის გამოსავლენად. ადამიანის გენეტიკა ამერიკული ჟურნალი, 65 (1), 220-228.

• უილიამსი, ჯ. გ., კუბელიკი, ა. რ., ლივაკი, კ. ჯ., რაფალსკი, ჯ. A., & Tingey, S. ვ. (1990). თვითნებური პრაიმერებით გაძლიერებული დნმ-ის პოლიმორფიზმი სასარგებლოა როგორც გენეტიკური მარკერები. ნუკლეინის მჟავების კვლევა, 18 (22), 6531-6535.