Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Тандемді қайталаудың өзгермелі саны (немесе VNTR) – геномдағы қысқа нуклеотидтік тізбектің тандемдік қайталану ретінде орналасқан жері. Бұлар көптеген хромосомаларда кездеседі және көбінесе әртүрлі адамдар арасында ұзындығымен (қайталану санымен) өзгеше болады. Әрбір вариант мұраға берілетін аллель ретінде танылады, бұл оларды жеке тұлғаны немесе ата-анасын анықтау үшін қолдануға мүмкіндік береді. Олардың талдауы генетика және биология саласындағы зерттеулерде, сот-медициналық сараптамада және ДНК саусақ іздерін алуда пайдалы.
A variable number tandem repeat (or VNTR) is a location in a genome where a short nucleotide sequence is organized as a tandem repeat. These can be found on many chromosomes, and often show variations in length (number of repeats) among individuals. Each variant acts as an inherited allele, allowing them to be used for personal or parental identification. Their analysis is useful in genetics and biology research, forensics, and DNA fingerprinting.
Құрылымы мен аллельдік өзгерісі
Жоғарыдағы схемада тікбұрышты блоктар белгілі бір VNTR орнындағы қайталама ДНК тізбектерін көрсетеді. Қайталаулар тізбектей орналасқан, яғни бір-біріне жақын топтасып, бір бағытта бағытталған. Жеке қайталаулар рекомбинация немесе репликация қателіктері арқылы VNTR-ден алынып тасталуы (немесе қосылуы) мүмкін, нәтижесінде әртүрлі санындағы қайталауларға ие аллельдер пайда болады. Қоршап жатқан аймақтар – қайталанбас тізбек сегменттері (мұнда жұқа сызықтар түрінде көрсетілген), бұл VNTR блоктарын шектеу ферменттерімен бөліп алып, RFLP арқылы талдауға немесе полимераза тізбектік реакциясы (ПТР) техникасымен күшейтіп, гель электрофорезі арқылы олардың мөлшерін анықтауға мүмкіндік береді.
In the schematic above, the rectangular blocks represent each of the repeated DNA sequences at a particular VNTR location. The repeats are in tandem – i. e. they are clustered together and oriented in the same direction. Individual repeats can be removed from (or added to) the VNTR via recombination or replication errors, leading to alleles with different numbers of repeats. Flanking regions are segments of non repetitive sequence (shown here as thin lines), allowing the VNTR blocks to be extracted with restriction enzymes and analyzed by RFLP, or amplified by the polymerase chain reaction (PCR) technique and their size determined by gel electrophoresis.
Генетикалық талдауда қолдану
ВНТР-лер диплоидты геномдардың байланысын талдауда (картадастыруда) қолданылатын RFLP генетикалық маркерлерінің маңызды көзі болды. Қазір көптеген геномдар секвенцияланғандықтан, ВНТР-лер ДНК сақнақ іздері және CODIS дерекқоры арқылы сот-медициналық қылмыстарды тергеуде маңызды рөл атқарады. ПЦР немесе RFLP әдістерімен қоршаған ДНК-дан бөлініп алынғанда және гельдік электрофорез немесе Оңтүстік блоттинг арқылы олардың өлшемдері анықталғанда, олар әрбір жеке тұлғаға тән жолақтардың өзіндік үлгісін құрайды. Тәуелсіз ВНТР маркерлерінің тобымен тексерілгенде, екі туыс емес адамның бірдей аллельдік үлгіге ие болу мүмкіндігі өте төмен. ВНТР талдауы жабайы немесе үй жануарлары популяцияларындағы генетикалық әртүрлілікті және өсіру үлгілерін зерттеу үшін де қолданылады. Сондықтан, ВНТР бактериялық патогендердің штамдарын ажыратуға пайдаланылуы мүмкін. Микробтық сот медицинасы саласында мұндай талдаулар көбінесе Көп локусты ВНТР талдауы немесе МЛВА деп аталады.
VNTRs were an important source of RFLP genetic markers used in linkage analysis (mapping) of diploid genomes. Now that many genomes have been sequenced, VNTRs have become essential to forensic crime investigations, via DNA fingerprinting and the CODIS database. When removed from surrounding DNA by the PCR or RFLP methods, and their size determined by gel electrophoresis or Southern blotting, they produce a pattern of bands unique to each individual. When tested with a group of independent VNTR markers, the likelihood of two unrelated individuals' having the same allelic pattern is extremely low. VNTR analysis is also being used to study genetic diversity and breeding patterns in populations of wild or domesticated animals. As such, VNTRs can be used to distinguish strains of bacterial pathogens. In this microbial forensics context, such assays are usually called Multiple Loci VNTR Analysis or MLVA.
Қайталанатын ДНК-ның басқа түрлерімен байланысы
Адам геномының 40%-дан астамын құрайтын қайталанатын ДНҚ, сан алуан және түсініксіз үлгілерде орналасқан. Қайталанулар алғаш рет спутниктік ДНҚ-ны бөліп алу арқылы анықталды, бірақ олардың қалай ұйымдасқандығын көрсетпеді. Рестрикциялық ферменттердің қолданылуы кейбір қайталану блоктарының геном бойынша шашырап орналасқандығын көрсетті. ДНҚ тізбектеуі кейіннен басқа қайталанулардың белгілі бір жерлерде шоғырланғандығын көрсетті, мұнда тандемді қайталанулар кері қайталанулардан гөрі жиі кездеседі (ол ДНҚ репликациясына кедергі келтіруі мүмкін). Ұзындығы аллельдік вариацияға ие кластерлі тандемді қайталанулар класы – ВНТР.
Repetitive DNA, representing over 40% of the human genome, is arranged in a bewildering array of patterns. Repeats were first identified by the extraction of Satellite DNA, which does not reveal how they are organized. The use of restriction enzymes showed that some repeat blocks were interspersed throughout the genome. DNA sequencing later showed that other repeats are clustered at specific locations, with tandem repeats being more common than inverted repeats (which may interfere with DNA replication). VNTRs are the class of clustered tandem repeats that exhibit allelic variation in their lengths.
Сыныптар
ВНТР-лер – қайталама тізбегінің ұзындығы әдетте оннан жүзге дейінгі базалық жұптар болатын минисәтеллиттердің бір түрі. Минисәтеллиттер – ДНК-ның тандемді қайталану тізбегінің бір түрі, яғни тізбектер бір-бірінен кейін қайталанады, олардың арасында басқа тізбектер немесе нуклеотидтер болмайды. Минисәтеллиттер шамамен оннан жүзге дейінгі нуклеотидтерден тұратын қайталама тізбектермен сипатталады, ал тізбектердің қайталану саны шамамен бесеуден елуге дейін өзгереді. Минисәтеллиттердің тізбектері микросәтеллиттерге қарағанда ұзын, онда қайталама тізбек әдетте 1-ден 6 нуклеотидке дейін болады. Екі типті қайталама тізбектер де тандемді болып табылады, бірақ олар қайталама тізбектің ұзындығымен анықталады. Сондықтан ВНТР-лер, олардың әрбір қайталамасы дәл бірдей болатын оннан жүзге дейінгі нуклеотидтерден тұратын қайталама тізбектері болғандықтан, минисәтеллиттер саналады. Дегенмен, барлық ВНТР-лер минисәтеллиттер болғанымен, барлық минисәтеллиттер ВНТР-лер емес. ВНТР-лердің қайталану саны әр адамда әртүрлі болуы мүмкін, ал кейбір ВНТР-ге жатпайтын минисәтеллиттердегі қайталама тізбектер геномдарында тандемді қайталануларды қамтитын барлық адамдарда бірдей қайталанады.
VNTRs are a type of minisatellite in which the size of the repeat sequence is generally ten to one hundred base pairs. Minisatellites are a type of DNA tandem repeat sequence, meaning that the sequences repeat one after another without other sequences or nucleotides in between them. Minisatellites are characterized by a repeat sequence of about ten to one hundred nucleotides, and the number of times the sequence repeats varies from about five to fifty times. The sequences of minisatellites are larger than those of microsatellites, in which the repeat sequence is generally 1 to 6 nucleotides. The two types of repeat sequences are both tandem but are specified by the length of the repeat sequence. VNTRs, therefore, because they have repeat sequences of ten to one hundred nucleotides in which every repeat is exactly the same, are considered minisatellites. However, while all VNTRs are minisatellites, not all minisatellites are VNTRs. VNTRs can vary in number of repeats from individual to individual, as where some non VNTR minisatellites have repeat sequences that repeat the same number of times in all individuals containing the tandem repeats in their genomes.