微卫星DNA ppt课件

4 STR产生的可能机制
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。
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。
3 STR的种属特异性
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。
2、STR的构成
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。
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。
5 STR的特点
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。
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
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*1018,累积非父排除率均在0.9999以上。
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。
二、微卫星的应用
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。
DNA
பைடு நூலகம்
一、微卫星的概况
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。
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。
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
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。
2 STR的分布
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。
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。
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。
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