Шта је генетски маркер? За шта је то?

Открића нових генетских маркера који помажу у идентификацији а самим тим и за бољу превенцију више болести.

Ови маркери се користе за повезивање одређених генетских мутација са ризиком од појаве и развоја бројних наследни поремећаји. Употреба нових техника секвенцирања генома биће од суштинског значаја за унапређење знања о овој врсти болести и многим другим.

У овом чланку објашњавамо шта је генетски маркер, које врсте маркера постоје, како се откривају различите генетске варијанте и које су главне технике које се користе у секвенцирању геномика.

• Препоручени чланак: „Шта значи „урођено“?“

Шта је генетски маркер?

Генетски маркери су сегменти дна налази на познатој позицији (локус) на датом хромозому. Обично су ови маркери повезани са специфичним фенотиповима болести и веома су корисни у идентификацији различитих генетских варијација код специфичних појединаца и популација.

Технологија генетских маркера заснованих на ДНК је револуционисала свет генетике, јер је захваљујући њима могуће открити полиморфизме (одговорне за велика варијабилност између јединки исте врсте) између различитих генотипова или алела гена за дату секвенцу ДНК у групи гена.

Они маркери који дају велику вероватноћу појаве болести су најкориснији као дијагностички алати.. Маркер може имати функционалне последице, као што је промена експресије или функције гена који директно доприноси развоју болести; и обрнуто, можда нема никакву функционалну последицу, али се може налазити близу варијанти функционалан тако да и маркер и варијанта теже да се наслеђују заједно у популацији Генерал.

Варијације ДНК се класификују као „неутралне“ када не изазивају никакве промене у метаболичким особинама или фенотипске (уочљиве особине), и када нису подложне никаквом еволуционом притиску (било позитивном, негативном или балансер); Иначе, варијације се називају функционалним.

Мутације кључних нуклеотида у ДНК секвенци могу променити састав аминокиселина протеина и довести до нових функционалних варијанти. Наведене варијанте могу имати већу или нижу метаболичку ефикасност у поређењу са оригиналном секвенцом; могу потпуно изгубити своју функционалност или чак додати нову.

Методе детекције полиморфизма

Полиморфизми се дефинишу као генетске варијанте у ДНК секвенци између јединки исте врсте.. Они могу имати последице на фенотип ако се нађу у кодирајућим регионима ДНК.

Да би се открили ови полиморфизми, постоје две главне методе: Соутхерн метода, техника хибридизације нуклеинске киселине; и ПЦР техника ланчане реакције полимеразе, која омогућава амплификацију малих специфичних региона ДНК материјала.

Користећи ове две методе, могу се идентификовати генетске варијације у узорцима ДНК и полиморфизми у специфичном региону секвенце ДНК. Међутим, спроведене студије показују да је у случају сложенијих болести то теже идентификују ове генетске маркере, пошто су они обично полигени, односно узроковани дефектима у више њих гене.

Врсте генетских маркера

Постоје две главне врсте молекуларних маркерас: они за пост-транскрипцију-транслацију, који се врше индиректном ДНК анализом; и оне типа преттранскрипције-транслације, које омогућавају детекцију полиморфизама директно на нивоу ДНК и о којима ћемо говорити у наставку.

1. РФЛП маркери

РФЛП (Рестрицтион Фрагмент Ленгтх Полиморпхисм) генетски маркери се добијају након екстракције и фрагментације ДНК, пресецањем ендонуклеазе рестрикцијским ензимима.

Добијени рестрикциони фрагменти се затим анализирају коришћењем гел електрофорезе. Они су основно средство за геномско мапирање и анализу полигенских болести.

2. АФЛП маркери

Ови маркери су биалелни и доминантни.. Варијације на више локуса (именовање са више локуса) могу се сортирати истовремено да би се откриле варијације на једном нуклеотид из непознатих геномских региона, у којима дата мутација може бити често присутна у функционалним генима неодређено.

3. микросателити

Микросателити су најпопуларнији генетски маркери у студијама генетске карактеризације. Његова висока стопа мутација и кодоминантна природа омогућавају процену генетске разноврсности унутар и између различитих раса и генетско мешање између раса, чак и ако су блиске повезан.

4. Маркери митохондријске ДНК

Ови маркери пружају брз начин за откривање хибридизације између врста или подврста.

Полиморфизми у одређеним секвенцама или у контролном региону митохондријалне ДНК су у великој мери допринели идентификацији родоначелници домаћих врста, успостављање географских образаца генетског диверзитета и разумевање понашања при размножавању. припитомљавање.

5. РАПД маркери

Ови маркери су засновани на ланчаној реакцији полимеразе или ПЦР техници. Фрагменти добијени РАПД-ом су амплифицирани у различитим насумичним регионима.

Његова корисност лежи у чињеници да је техника лака за коришћење и омогућава нам да брзо и истовремено разликујемо многе полиморфизме. Коришћен је у анализи генетске разноврсности и побољшању и диференцијацији клонских линија.

Технике секвенцирања генома

Многе болести које постоје имају генетску основу. Узрок се обично утврђује појавом једне или више мутација које узрокују болест или, у најмању руку, повећавају ризик од њеног развоја.

Једна од најчешћих техника за откривање ових мутација и која се донедавно користила је студија генетске асоцијације., који укључују секвенцирање ДНК једног или групе гена за које се сумња да су укључени у одређену болест.

Студије генетских асоцијација проучавају ДНК секвенце у генима носилаца и здравих људи, како би пронашли одговорни ген(е). Ове студије су покушале да укључе чланове исте породице како би се повећала вероватноћа откривања мутација. Међутим, ова врста студије омогућава само идентификацију мутација повезаних са једним геном, са ограничењима која то подразумева.

Последњих година откривене су нове технике секвенцирања које су омогућиле њихово превазилажење ограничења, позната као технике секвенцирања следеће генерације (НГС). Енглески језик). Ово омогућава секвенцирање генома улагањем мање времена (и мање новца). Као резултат тога, тренутно се спроводе такозване Геноме-Виде Ассоциатион Студиес или ГВАС (Геноме-Виде Ассоциатион Студиес).

Геномско секвенцирање помоћу ГВАС омогућава да се истраже све мутације присутне у геному, експоненцијално повећавајући вероватноћу проналажења гена одговорних за одређену болест. Ово је довело до стварања међународних конзорцијума са истраживачима из целог света који деле мапе хромозома са варијантама ризика од мноштва болести.

Међутим, ГВАС нису без ограничења, као што је њихова неспособност да у потпуности узму у обзир генетски и породични ризик. честих болести, потешкоће да се процене ретке генетске варијанте или мала величина ефекта добијена у већини студијама. Несумњиво проблематични аспекти који ће се морати побољшати у наредним годинама.

Библиографске референце:

• Корте, А., и Фарлоу, А. (2013). Предности и ограничења анализе особина са ГВАС: преглед. Методе биљака, 9(1), 29.

• Причард, Ј. К., и Розенберг, Н. ДО. (1999). Употреба неповезаних генетских маркера за откривање стратификације популације у студијама асоцијација. Тхе Америцан Јоурнал оф Хуман Генетицс, 65(1), 220-228.

• Вилијамс, Ј. Г., Кубелик, А. Р., Ливак, К. Ј., Рафалски, Ј. А., & Тингеи, С. в. (1990). Полиморфизми ДНК амплификовани произвољним прајмерима су корисни као генетски маркери. Истраживање нуклеинских киселина, 18(22), 6531-6535.