Кіріспе
Молекулалық биологияда SNP массиві - популяция ішіндегі полиморфизмдерді анықтау үшін қолданылатын ДНК микромассивінің бір түрі. Бір нуклеотидтік полиморфизм (СНП) - ДНК-ның бір жеріндегі өзгерісі, геномдағы ең жиі кездесетін өзгерістің түрі. Адамның геномында шамамен 335 миллион SNP анықталды, оның 15 миллионы әлемдегі әртүрлі популяцияларда 1% немесе одан жоғары жиілікте кездеседі.
Негізгі қағидалар
SNP массивінің негізгі принциптері ДНК микромассивіндей. Бұл - ДНК-ның гибридтілігі, флуоресценттік микроскопия және қатты бетіндегі ДНК-ның тұтқындалуы. SNP массивтерінің үш міндетті компоненті: Алельдік-спецификалық олигонуклеотид (ASO) сынамаларын қамтитын массив. Фрагменттелген нуклеин қышқылының мақсатты реті, флуоресцентті бояулармен таңбаланған. Гибридтік сигналды тіркейтін және түсіндіретін детекторлық жүйе. ASO зондтары көбінесе жеке тұлғалардың өкілдік панельінің реттілігіне негізделеді: панельде белгілі бір жиілікте өзгеріп отыратын орындар зондтардың негізі ретінде қолданылады. SNP чиптері әдетте SNP позицияларының санымен сипатталады. Екі аллельді де анықтау үшін әрбір SNP позициясы үшін екі зондты пайдалану керек; егер тек бір зонд қолданылса, эксперименттік сәтсіздік те сыналмаған аллельдің гомозигоздығынан ажыратылмайды.
An array containing immobilized allele specific oligonucleotide (ASO) probes. Fragmented nucleic acid sequences of target, labelled with fluorescent dyes. A detection system that records and interprets the hybridization signal. The ASO probes are often chosen based on sequencing of a representative panel of individuals: positions found to vary in the panel at a specified frequency are used as the basis for probes. SNP chips are generally described by the number of SNP positions they assay. Two probes must be used for each SNP position to detect both alleles; if only one probe were used, experimental failure would be indistinguishable from homozygosity of the non probed allele.
Қолданбалар
SNP массиві - тұтас геномдар арасындағы кішігірім өзгерістерді зерттеу үшін пайдалы құрал. SNP массивтерінің ең маңызды клиникалық қолдануы ауруларға бейімділікті анықтау және жеке адамдарға арналған дәрілік терапияның тиімділігін өлшеу болып табылады. Зерттеуде SNP массивтері көбінесе геномдық кең ассоциация зерттеулерінде қолданылады. Әрбір адамның көптеген СНП-лары бар. SNP-ге негізделген генетикалық байланыстарды талдау ауру локустарын картаға түсіруге және жеке адамдардағы ауруларға бейім гендерді анықтауға пайдаланылуы мүмкін. SNP карталары мен жоғары тығыздықты SNP массивтерінің үйлесімі күрделі белгілері бар генетикалық аурулардың маркері ретінде SNP-ді пайдалануға мүмкіндік береді. Мысалы, геномдық кең ассоциация зерттеулері ревматоидты артрит және простата қатерлі ісігі сияқты аурулармен байланысты SNPs анықтады. SNP массиві әр SNP-нің көшірме нөмірін анықтау үшін бағдарламалық жасақтаманы пайдалану арқылы виртуалды кариотипті жасау үшін де пайдаланылуы мүмкін, содан кейін SNP-лерді хромосомалық тәртіппен сәйкестендіріңіз. СНП-ны сондай-ақ қатерлі ісікке қатысты генетикалық аномалияларды зерттеу үшін де қолдануға болады. Мысалы, SNP массивтері гетерозигостық жоғалтуды (LOH) зерттеу үшін пайдаланылуы мүмкін. LOH - геннің бір аллелі зиянды түрде мутациядан кейін, қалыпты жұмыс істейтін аллель жоғалғанда пайда болады. LOH жиі онкогенез кезінде кездеседі. Мысалы, ісікке қарсы гендер қатерлі ісікке жол бермейді. Егер адамның бір ісікті басушы генінің бір көшірмесі мутацияланған және жұмыс істемейтін болса, ал екінші, жұмыс істейтін көшірмесі зақымдалса, онда ол науқасқа шалдығу ықтималдығы жоғары болуы мүмкін. Басқа чиптерге негізделген әдістер, мысалы салыстырмалы геномдық гибридтеу, геномдық пайданы немесе LOH-ға әкелетін өшіруді анықтай алады. Алайда, SNP массивтерінің қосымша артықшылығы - көшірме бейтарап LOH (оны uniparental disomy немесе гендік конверсия деп те атайды) анықтауға қабілетті. Көшірме бейтарап LOH - аллельдік тепе-теңдіктің бір түрі. Нейтралды LOH көшірмесінде ата-анадан бір аллель немесе бүтін хромосома жоқ. Бұл проблема басқа ата-аналық аллельдің қайталануына әкеледі. Бейтарап LOH-ның көшірмесі патологиялық болуы мүмкін. Мысалы, ананың аллелі - жабайы типтегі және толыққанды жұмыс істейтін, ал әкесінің аллелі мутацияланған. Егер ананың аллелі жоқ болса және баланың атасының мутант аллелі екі дана болса, ауру пайда болуы мүмкін. Жоғары тығыздықты SNP массивтері ғалымдарға аллельдік тепе-теңдіктің қалыптарын анықтауға көмектеседі. Бұл зерттеулер болжау және диагностикалық мақсаттарда қолданылуы мүмкін. LOH көптеген адамдағы қатерлі ісіктерде жиі кездесетіндіктен, SNP массивтері қатерлі ісікті диагностикалауда үлкен әлеуетке ие. Мысалы, соңғы SNP массивтік зерттеулері асқазан қатерлі ісігі мен бауыр қатерлі ісігі сияқты қатты ісіктерде LOH, сондай-ақ гематологиялық қатерлі ісіктер, ALL, MDS, CML және басқалар сияқты қатал емес қатерлі ісіктерде LOH бар екенін көрсетті. Бұл зерттеулер осы аурулардың қалай дамуы туралы түсінік береді, сондай-ақ оларға терапия жасау туралы ақпарат береді. Көптеген жануарлар мен өсімдіктердің селекциясы SNP массивтерінің пайда болуымен революция болды. Бұл әдіс генетикалық құндылықты болжауға негізделген, ол SNP массивтік деректерге негізделген жеке адамдар арасындағы қатынастарды қамтиды. Бұл процесс геномдық іріктеу деп аталады. Өсімдікке тән массивтер ауыл шаруашылығында қолданылады.