单核苷酸多态性及其应用详解演示文稿

▪ SNP大都表现为二等位基因（bialletic)多 态性,即在该位置只存在两种不同的碱基。
▪ 位于染色体上某一区域的一组相关联的SNP等 位位点被称作单倍型(haplotype)，相邻SNPs的 等位位点倾向于以一个整体遗传给后代.
▪ 根据SNP在基因组中的分布位置可分为:
▪
基因编码区SNP(cSNP)
▪ 该技术分析系统自动化程度高，通量大，速度快，易 于建立标准化操作，适合大规模SNP研究及基因分型。
SNP的检测方法
动态等位基因特异性杂交法(dynamic allele specific hybridization,DASH)
一致。
▪
ATP驱动萤光素酶介导的萤光素向氧化萤光素
(oxyluclferin)的转化，氧化萤光素发出与ATP含量成正
比的可见光信号。
▪ 光信号由CCD摄像机检测并通过相应的软件得到反映。
▪ 每个峰的高度(光信号）与反应中掺入的核苷酸数成正 比，ATP和未掺入的dNTP由双磷酸酶降解，猝灭光信号， 并再生反应体系，加入另一种dNTP进行下一轮反应。随着 以上过程的循环进行，互补DNA链合成，DNA序列信号峰确 定。
单核苷酸多态性及其应用 详解演示文稿
优选单核苷酸多态性及其 应用
▪ Single nucleotide polymorphism
▪ SNP的特征
▪
SNP是人类可遗传的变异中最常出现的一种，
占所有已知多态性的90%以上，在人类基因组中广
泛存在，人类DNA中每300-1000bp就有一个SNP.
▪ 因此，一个人类个体大约携带300万-1000万个 SNPs。
SNP的检测方法
单链构象多态性(single-strand conformational polymorphism,SSCP)
原理： 单链DNA的折叠结构是由单核苷酸序列
决定的，当某一个碱基发生突变时，便会直 接影响该链的构象，非变性聚丙烯酰胺凝胶 电泳时迁移率会发生改变。
SNP的检测方法
变性梯度凝胶电泳（denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE) 原理:
▪ 同义cSNP：
▪
SNP所导致的编码序列改变并不影响其所翻
译的蛋白质的氨基酸序列，突变碱基与未突变碱
基的含义相同；
▪ 非同义cSNP：
▪ 指碱基序列的改变可使以其为蓝本翻译的蛋 白质序列发生改变，从而影响蛋白质的功能。这 种改变常常是导致生物性状改变的直接原因。
▪ 位于基因调控区的SNP则会影响基因表达量 的多少，因此，这两类SNP在功能和疾病发生发 展方面具有更重要的意义。
SNP的特征
▪ 一个SNP表示在基因组某个位点上一个核苷酸的变 化， 作为一种碱基的替换，大多数为转换（C—T， G—A），也可能是颠换。
▪ 具有转换型变异的SNP约占SNP总量的2／3左右。
▪ 转换的发生率总是明显高于其它几种变异，而 且在CG序列上出现最为频繁，多是发生C—T的转换， 原因是CG中的C是甲基化的，它能自发的脱氨基而替 换为胸腺嘧啶。
在PCR反应中，将供者-受者染料对分别结合到Taqman探 针的两端，探针未与目标序列结合时，通过FRET作用使供者 不发荧光；完全互补配对后，由于Taq DNA聚合酶具有5‘核 酸酶的活性，可将供者从探针上切下来从而发出荧光。如果 探针与目标序列中存在错配碱基，就会减少探针与目标序列 结合的紧密程度及Taq DNA聚合酶切割供者的活性，也就影 响了供者的荧光释放量，从而使碱基突变链和正常链得以区 分。
Taqman 探针
5‘
3‘
供者
受者
Taqman 探针
5‘
3‘
供者
受者
引物 目标序列
供者 5‘
受者 3‘
引物 目标序列
供者 5‘
பைடு நூலகம்
受者 3‘
SNP的检测方法
分子信标(molecular beacon)法
分子信标是一个U型的单链核苷酸探针（探针序列内 部可有一定程度的互补配对），在探针两端也加上供者受者染料对，U型探针使两染料靠近，通过FRET作用使供 者不发荧光。当探针与目标序列完全互补配对后，两染料 分离，使得供者的荧光亮增加，如果目标序列中存在错配 碱基，就会影响探针与其结合，从而影响到供者的荧光亮， 使碱基突变链和正常链得以区分。
当双链DNA在变性梯度凝胶中进行到与DNA变性 温度一致的凝胶位置时，DNA发生部分解链，电泳 迁移率下降，DNA链中有一个碱基改变时，会在不 同的时间发生解链，因影响电泳速度变化的程度 而被分离。
SNP的检测方法
Taqman法
以荧光共振能量传递(fluorescent resonance energy transfer,FRET)为基础的检测方法。
▪
包括DNA聚合酶、硫酸化酶、萤光素酶和双磷
酸酶;
▪ 反应底物为adenosine 5‘phosphosulfate(APS) 和萤光素。
▪ 反应体系还包括待测序的DNA单链和测序引物。
▪ 在每一轮测序反应中，加入一种dNTP。 ▪ 如该dNTP与模板配对，聚合酶就可以催化该dNTP掺入到
引物链中并释放焦磷酸基团(PPi)。
供者
受者
供者
受者
▪ 焦磷酸测序法
▪ 焦磷酸测序法(pyrosequencing)是一种不依 赖平板胶或毛细管电泳，不依赖DNA的荧光标记/ 激发/检测体系的序列分析技术，适用于已知序列 的DNA片段进行验证分析，适用于已知SNP的序列 验证及基因分型。
▪ 焦磷酸测序法主要是由四种酶催化同一反应体 系中的酶级联反应:
▪
基因调控区SNP(pSNP)
▪
基因间随机编码区SNP(rSNP)
▪
等三类。
▪ 因为编码区内的变异率占周围序列的 1/5，cRNP的总量显著少于其他两类SNPs。
▪ cSNP又可分为2种：
▪ 同义cSNP(synonymous cSNP)： ▪ 非同义cSNP(non-synonymous cSNP)
▪
掺入的dNTP和释放的焦磷酸的物质的量相等，反应时
dATP由deoxyadenosine alfa-thio triphosphale(dATPaS)
替代．
▪
因为DNA聚合酶对dATPaS的催化效率比对dATP的催化效
率高，且dATP是萤光素酶的底物，dATPctS不是。
▪
硫酸化酶催化APS和PPi形成ATP，其物质的量和焦磷酸