微卫星DNA_ppt课件

⑶具有遗传连锁不平衡现象。 ⑷可被转录，有些编码蛋白质，而另一些则位 于非转译区的5′端和3′端不编码蛋白质。 ⑸属于不稳定的DNA序列，其数目在某些遗 传病中有扩大现象，而这种扩增并非是减数分 裂的重组造成，扩大可发生在减数分裂过程中， 由一代传递给另一代，也可发生在有丝分裂中， 导致嵌合体形成。与成熟人体细胞比较，微卫 星DNA在胚胎时期有丝分裂很不稳定。 ⑹在不同基因位点上的微卫星DNA的重复序 列可以不同，也可以相同。

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STR的核心序列为1～6 bp,呈串联重复排列,重 复次数10~50次左右,其总长度常小于400 bp, 常见的有一、二、三、四核苷酸重复序列,约 占真核生物基因组的5%。 人类基因组的STR单核苷酸重复以polyA, polyT多见,双核苷酸重复以 (CA)n,(GT)n,(AA)n, (GG)n常见,(GC/CG)少见, 其原因是由于3”端为G的C(即CPG)易于甲基 化,三核苷酸重复以(CXG)n类型常见,由于三核 苷酸具有高度多态性,常用作DNA的标记物。
微卫星DNA
1、定义 短串联重复(short tandem repeat, STR,SSR)，一种简单串联重复 DNA序列。其重复单位为1～6个核苷酸， 由10～50个重复单位串联组成。 微卫星DNA是在研究DNA多态性标记过程 中发现的。1981年Miesfeld等首次发现微 卫星DNA，双核苷酸重复单位常为(CA)n和 (TG)n。


不过,仅滑动链复制错配不能解释一些重复 序列的特征,如为什么两性种系的三体重复 稳定性有差异?为什么CAG重复总在有意义 链上等等?所以,对STR产生和拷贝数的变异 的遗传机制解释还有滚环扩增、不等交换 (unequalcrossover)和碱基置换突变等。
⑴种类多、分布广，并按孟德尔共显性方 式在人群中世代相传。 ⑵在人群中高度多态，其多态信息含量容 量超过70%。其多态性表现为正常人群的 不同个体某一基因位点重复序列的重复次 数可不一样，同一个体的两个同源染色体 上重复次数也可以不一样，即微卫星DNA 拷贝数在人群中是可变的。

3 STR用于遗传学多态性研究 STR标记多位于非编码区,变异一般不影响 人体的结构与功能,突变在进化过程中受自 然选择压力较小,以近乎稳定的速率传递且 不断积累,形成多样性。 通过研究STR多态性,变异速率以及比较序 列间差异、人群间差异,分析不同人群间的 遗传距离,就可从分子生物学角度揭示人类 的起源、迁徙、进化等历史进程。



每个特定位点的STR均由2部分构成:中间的核 心区和外围的侧翼区,核心区含有一个以上称 为”重复”的短序列,一般该重复单位的碱基 对数目不变,而串联在一起的重复单位数目是 随机改变的。 位于核心区的外围即是侧翼区,人群中不同个 体可表现为侧翼区相同而串联重复单位的数目 不同;也可为相同数目的重复单位,但侧翼区大 小不同,或者两者均不同。 STR位点的侧翼区变异数也仅有少数几个,这样, 人群中该特定STR位点的等位基因差异,主要应 来自不同数目的串联重复。
目前认为链滑动错配是短串联重复序列突 变的主要机制。 在DNA合成过程中,一条单链DNA可以发生 一过性的脱位,生成一个中间性的结构后,再 与另一DNA单链错配,形成链滑动错配,继续 DNA的复制和修复。滑动错配可以造成缺 失、插入或碱基替换。

在STR中,一条DNA单链可以向后折叠后再 与另一条单链复性,在复性的位置形成环状 突出,DNA修复酶可以将环状突出全部或部 分切除,造成缺失。另一方面,也可以在无突 出链相对突出的位置形成一个缺口,再由聚 合酶填补此缺口,DNA重复的数目增加,造成 插入突变。 STR长度上的差异一般是重复单位的整数。 复制滑动、姐妹染色体不等交换和遗传重 组都是可导致重复单位数目发生改变的机 制,但目前的研究证明复制滑动时导致STR 重复数目改变是主要机制。


目前,根据m DtNA、STR标记、Y染色体 DNA以及多态性A lu I序列的研究,大多数 分子遗传学家支持现代人类单起源学说,认 为现代人类起源于20万年前的非洲原始部 落,然后向世界各地迁徙。但也有学者支持 现代人类多起源,认为除非洲外,亚洲、欧洲 也可能是人类发源地。
2 STR用于个体识别和亲权鉴定 因为STR广泛存在于基因组中,具有高度多 态性、杂合性和稳定性。当把几个STR位点 联合分析后,可以得到相当高的累积个体识 别率和父权排除率。 对粤、桂、琼地区14个人群STR基因座频率 调查显示15个STR基因座在14个人群中累积 个体识别能力在1. 05*10-16~3 .18*10-18, 累积非父排除率均在0.9999以上。

在基因组中平均50kb就有一个重复序列。 据GeneBank等数据库资料统计,人类23对 染色体上至少分布着7 901个STR位点,每对 染色体的STR位点分别超过100个,其中1、 2号染色体的位点均超过600个,性染色体上 的已知位点数在264个以上,随着人们对STR 的进一步研究,其数目还会不断增加。

1995年有学者调查了9个STR的人种属特异 性,结果在被调查的23种动物中,FES/FPS基 因座没有扩增产物,而CSF1PO、TOX、TH 01、H PRT B、vWA、F13A01等基因座则 在灵长类有扩增产物,但是这些扩增产物的 长度均位于这些基因座的STR的等位基因 Ladder范围之外。此后对更多STR基因座 的调查也得到了相似的结论。



1、STR应用于制作人类基因组遗传图谱 STR在基因组内分布广泛、多态性程度高、可 自动化检测、成为制作基因组遗传图谱的首选 遗传标记。 1996年,法国Gene-thon实验室与美国国家卫生 研究院几个中心合作,建立了以6 000多个STR 为主体遗传标记、分辨率达194 kb的高精密度 图谱。 STR的出现使遗传图的精度得到进一步提高,同 时也成为物理图上的标记,从而促进了遗传图 与物理图的融合。