22. Význam a základní typy polymorfismů v sekvenci DNA

22. VÝZNAM A ZÁKLADNÍ TYPY POLYMORFISMŮ V SEKVENCI DNA

POLYMORFISMY - obecně:

• stav, kdy v populaci existují pro určitý znak minimálně 2 genetické varianty (alely)

• zároveň musí frekvence jeho výskytu přesahovat v populaci 1%

• pokud je procentuální výskyt menší – jedná o náhodný výskyt - mutace

• mají své podklady v uspořádání DNA

• vzhledem k variabilitě genetického kódu se nemusí jednotlivé polymorfismy vždy projevit – hlavně pokud se vyskytují v intronech

• krátké repetitivní sekvence (mikrosatelity) – vysoce specifické pro jednotlivce

• užití např. v určování rodičovství – potomci dědí jednotlivé alely od svých rodičů

POLYMORFISMY V DNA

Typy polymorfismů:

1. Bodový polymorfismus = SNP (Single Nucleotide Polymorphism) – 90%

• vznik: následek bodových mutací v DNA

• obvykle záměnou jednotlivých nukleotidů – např. zařazení jiné aminokyseliny

• detekce pomocí metody RFLP (Restriction Fragment Lenght Polymorphism)

• v některých výzkumech nalezena spojitost mezi určitými formami SNP a multifaktoriálními chorobami (např. hypertenze, diabetes, srdeční choroby)

RFLP = Restriction Fragment Lenght Polymorphism

• záměna i jednotlivého nukleotidu může vést ke změně informace DNA – díky ní nedochází v daném úseku ke štěpení pomocí restriktázy

• současnost: pomnožení zkoumaných vláken DNA pomocí PCR (= polymerázová řetězová reakce)

  • rozlišené štěpení úseků restriktázami - dochází ke vzniku různě dlouhých fragmentů

  • jejich odlišná rychlost migrace při elektroforéze

  • delší fragmenty se pohybují pomaleji

1. Repetitivní sekvence

• úseky nukleotidů, které se v DNA vyskytují v mnoha kopiích

• v rámci populace se jejich délky a počty individuálně liší

• dědičnost odpovídá Mendelovským pravidlům

• středně repetitivní sekvence: tvoří asi 30% lidské DNA

• výskyt v 10 000 – 100 000 kopiích

• např. geny pro rRNA, tRNA, histony

• vysoce repetitivní sekvence: tvoří asi 10-15% lidské DNA

• v genomu ve více než 100 000 kopií

• např. v oblasti centromer a telomer, v heterochromatinu

1. Minisatelitní a mikrosatelitní polymorfismy:

• vznik v důsledku variace v tzv. tandemových repetitivních sekvencích

1. Minisatelitní:

• dlouhé: 0,1 – 20 kilobazí

• výskyt: v oblasti telomer a jiných chromozomálních lokalizacích

• většinou nejsou transkribovány

1. Mikrosatelitní:

• nejčastější forma repetitivních sekvencí

• méně než 100 párů bazí

• výskyt: na různých místech všech chromozomů

• význam: není znám

• z mononukleotidových repetic se vyskytují nejčastěji A a T, naopak G a C jsou

vzácné

• nejčastější dinukleotidové repetitivní sekvence jsou CA (GT na

komplementárním vlákně)

• představují 0,5% genomu a jsou vysoce polymorfní

• obecná struktura: (CA)n, kde n = počet repetic

• v lidském genomu je asi 50–100 000 polymorfních bloků (CA)n

• mikrosatelity se nacházejí v mimogenové DNA nebo v intronech genů

• počet bloků CA je v rámci populace v daném místě chromosomů variabilní,