单核苷酸多态性理论及应用
SNP的原理以及应用原理
SNP的原理以及应用原理SNP(单核苷酸多态性)的定义SNP (Single Nucleotide Polymorphism)，即单核苷酸多态性，是指基因组中存在的单个核苷酸的位置变异。
这种变异可能是由于单个碱基的替换、插入或删除引起的。
SNP是遗传变异中最常见的形式，也是人类基因组中最常见的遗传变异类型之一。
SNP的原理1.比对参考基因组：首先，SNP的测序团队会将被测个体的DNA样本与一个参考基因组进行比对。
参考基因组是一个代表人类基因组的模型序列。
2.寻找变异位点：接下来，比对结果会被分析软件使用，并寻找与参考基因组不同的位点，即潜在的SNP位点。
3.重测序：对于潜在的SNP位点，需要进行一个额外的步骤来确认该变异是否真的存在。
这个步骤被称为重测序，即对该位点进行多次测序，以保证准确性和可靠性。
4.鉴别基因型：在确认SNP位点后，就需要确定该位点的基因型。
基因型指的是一个SNP位点上两个等位基因的组合方式。
在人类中，一个等位基因可以来自父亲，另一个等位基因可以来自母亲。
5.数据分析：最后，SNP数据需要经过严格的分析以确定每个个体具体的基因型。
这种数据分析需要运用一系列统计学、计算机科学和生物学的方法。
SNP的应用原理SNP作为一种常见的遗传变异类型，具有广泛的应用。
以下是SNP在医学和生物研究中的应用原理的一些例子：1. 疾病相关性研究SNP在疾病的发病机制研究中发挥了重要作用。
通过比较在患病和正常人群中SNP的频率和分布情况，可以找到与某种疾病相关的SNP位点。
这种位点的发现有助于揭示疾病的遗传风险因素，并且为疾病的早期预测、诊断和治疗提供了基础。
2. 药物反应个体化SNP也可以帮助确定特定个体对药物的反应。
通过分析某些药物代谢酶基因上的SNP位点，可以预测一个人对某种药物的敏感性和药代动力学。
这使得医生能够根据个体的基因型来优化药物治疗，从而提高疗效和减少不良反应。
3. 种群遗传学研究SNP可以用于研究不同种群之间的遗传差异。
SNP技术及发展和应用
谢
谢！
基本步骤
第1步：1个特异性的测序引物和单链DNA模板 结合，然后加入酶混合物（包括DNA Polymerase、ATP Sulfurylase、Luciferase 和Apyrase）和底物混合物（包括APS和 Luciferin）。
• 第2步：向反应体系中加入1种dNTP, 如果它刚好能和DNA模板的下一个碱 基配对，则会在DNA 聚合酶的作用 下，添加到测序引物的3‘末端，同 时释放出一个分子的焦磷（PPi）。
HRM的主要原理是根据DNA序列的长度，GC 含量以及碱基互补性差异，应用高分辨率的熔 解曲线对样品进行分析，极高的温度均一性和 温度分辨率使分辨精度达到对单个碱基差异的 区分 序列比对---引物设计--- DNA提取---荧光染料 （EvaGreen 或LC green）PCR ---结果分析。
• 第3步：在ATP硫酸化酶的作用下，生成 的PPi可以和APS结合形成ATP;在荧光 素酶的催化下，生成的ATP又可以和荧 光素结合形成氧化荧光素，同时产生可 见光。通过CCD光学系统即可获得一个 特异的检测峰，峰值的高低则和相匹配 的碱基数成正比。
• 第4步：反应体系中剩余的dNTP和残留的 少量ATP在Apyrase的作用下发生降解。
SNP与耐药性
随着抗生素的广泛应用，耐药现象普遍发生， 院内感染发生率高，这为临床抗感染治疗带来 了极大的困惑，比如结核菌耐药现象、由于细 菌产生超广谱p．内酰胺酶(EsBLs)而对第三代 p内酰胺类抗生素的耐药现象。通过SNP方法， 可筛选到耐药基因，然后进行针对性的用药， 并由此开发出相应的新药，这对于提高疗效和 控制其耐药性的发展有重要意义。
焦磷酸测序法 (Pyrosequencinq )
SNP分子标记的原理及应用解读
检测出来。
等位基因特异核苷酸片段分析( ASO) ，基因芯片和动态等 位基因特异性杂交( DASH) 等。
SNP 的应用
种族遗传学 T a n g 等研究了来自世界五个地区(中国、马来、高加 索、印度和非洲) 人群的MDR1 基因的单倍体和连锁不
平衡特征,发现具有e12/ 1236T2e21/ 2677T2e26/ 3435T
亚型的单倍型m h 5 在非洲人群以外的四种人群中高度
表达,而具有e12/ 1236C2e21/ 2677G2e26/ 3435C 亚型的
特点：由于该方法简单快速，因而被广泛运用于未知 基因突变的检测。这种方法的弊端在于不能确定突 变类型和具体位置。
1.3 变性梯度凝胶电泳（DGGE）
原理：是利用长度相同的双链 DNA片段解链温度 不同的原理,通过梯度变性胶将 DNA片段分开的电 泳技术。
2. 等位基因特异 PCR ( AS-PCR)
AB——New Master Mix
定量分析 高灵敏
TaqMan® Gene Expression MasteTaqMan® Genotyping Master Mix
4. 等位基因特异性杂交
等位基因特异性杂(Allele specific hybridization ,ASH) 根据核苷酸探针和互补的目的片段进行杂交，完全匹配和 有错配两种情况下杂交复合体稳定性的不同而将 SNP 位点
单倍型mh7 在非洲人群中占了1/ 3 以上,进一步证明了 种族间的表形差异。
疾病易感性研究 原理：SNPs 被认为是一种稳定遗传的早期突变,与疾病有 着稳定的相关性。当一个遗传标记的频率在患者明显超过 非患者时 ,即表明该标记与疾病关联 ,通过比较分析两者的 单倍型和研究连锁不平衡性 , 可将基因组中任何未知的致 病基因定位。 Horikawa 等应用 SNPs作为遗传标记通过基于连锁不平衡 的相关分析 , 在墨西哥裔美国人群和北欧人群中发现了一 个 DM 易感基因 , 该基因第三个内含子上的 A/ G 多态性 (SNP43) 同2 型糖尿病(2 型DM) 连锁,该位点为纯合子G的 个体患2 型DM 的风险增加,这是目前为止所发现的第一个 与2 型DM 相关的SNP ,预示了SNP 在DM 相关基因研究中 的重要作用。
Y染色体单核苷酸多态性及其在刑事侦查中的应用价值
Ｙ 色体 遗传 标记 的遗传 特点 与 常染色 体遗 染 传 标记有 本质 的区别 。常染 色体 遗传标记 间不存 在 连锁关 系 。 同遗 传 标记 的等 位基 因 间不存 在 不
关联， 在应用 于个 人识别 时 ， 常染 色体 的总 匹配概 率 是各遗 传标 记 的 匹配 概 率 的乘 积 ， 即在 法 医学
方法 可直接从基 因组 Ｄ Ａ中进行Ｓ Ｐ 型。高 效 Ｎ Ｎ 分 荧光 偏 振 法 （ Ｅ Ｐ 、ａ ｍ ｎ 纤 维 光 学 （ｂ ｒｐ Ｈ Ｆ ）Ｔ ｑ ａ 、 ｉ ｆ ｅｏ
实践 中 。 于可 以通 过概 率 累乘 来 计算 常染 色体 由 的总 匹配概率 ． 不需 要无 限地增 加遗传 标记 ， 一定 数量 的遗传 标 记就 可 以满 足 法 医学 检测 的要 求 。
碱基 是 多态 的话 。 么人类 ３ 亿 碱 基 中 当有约 三 那 ０
百万 个Ｓ Ｐ 点 。由此可 见 ，Ｎ 数 比微 卫 星标 记 Ｎ 位 Ｓ Ｐ
特 的 。 同时 ， 这些遗 传标记重组也被 限定在 同一家 系 中 ， 用这 些 复等 位基 因 ， 利 我们 可 以用 来分 析Ｙ
数要 高 出几 个数 量级 。
其次， 以单倍 型存在 的Ｙ 色体基 因组 。 有效 群 染 其 体大小远小于常染 色体 。 易产生人群特异性 的单倍
型
虽然 现 在对 Ｙ 色 体 中的Ｓ Ｐ 究 和报 道 都 染 Ｎ 研
二 、 色 体 单 核 苷 酸 多 态 性 Ｙ染 在 刑 事 侦 查 中 的应 用 ： 泛 性 广
２ １年 第 １ ０１ 期
（ 第 １６ ） 总 １期
吉 林公 安高 等 专 科 学 校 学 报
SNP分子标记的原理及应用解读
SNP分子标记的原理及应用解读SNP（Single Nucleotide Polymorphism，单核苷酸多态性）是指个体间在DNA序列中存在的单个碱基差异。
SNP是最常见的遗传变异形式，它在基因组中广泛存在，可以用来研究个体之间的遗传差异。
SNP分子标记技术通过检测SNP位点上的碱基差异，可以用来研究生物个体的遗传相关性、种群结构、物种起源、适应性以及疾病的遗传风险等。
SNP分子标记的原理是基于PCR（聚合酶链反应）技术，在PCR反应中引入荧光标记的引物来扩增感兴趣的SNP位点。
SNP位点上的碱基差异会导致引物与模板DNA序列的匹配性不同，从而影响PCR反应的效率和产物的数量。
这种差异可以通过凝胶电泳或者高通量测序等方法来检测。
1.遗传研究：SNP是人类基因组中最常见的遗传变异形式，可以用来研究个体之间的遗传差异。
通过分析SNP位点上的碱基差异，可以确定个体之间的亲缘关系、种群的遗传结构以及物种的起源演化等。
2.遗传性疾病的研究：SNP位点与许多遗传性疾病之间存在关联。
通过分析SNP位点上的碱基差异，可以确定个体对一些疾病的易感性风险，进而进行早期预防和干预。
3.个体化药物治疗：个体的基因差异可以影响药物的代谢和疗效。
通过分析SNP位点上的碱基差异，可以预测个体对一些药物的反应，进而实现个体化的药物治疗。
4.农业育种：SNP分子标记可用于农作物和家畜等的品种鉴定、个体选择和育种进展的监测等。
通过分析SNP位点上的碱基差异，可以选择具有优良特性的个体进行育种，提高农作物和家畜的产量和品质。
除了以上几个应用领域，SNP分子标记还可以应用于环境研究、种群遗传分析、疾病的诊断和预后、区域起源和扩散等方面。
由于其高度可重复性、高通量性和成本效益等特点，SNP分子标记已成为现代生命科学研究的重要工具之一、随着高通量测序技术的不断发展，SNP分子标记技术还将进一步发展和应用。
snp芯片的原理及应用
SNP芯片的原理及应用1. 引言单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism，SNP）是基因组中最常见的变异形式，它在人类疾病的研究中起着重要的作用。
SNP芯片是一种高通量基因分型技术，可以用来检测个体基因组中的上万个SNP位点。
本文将介绍SNP芯片的原理以及其在各个领域的应用。
2. SNP芯片的原理SNP芯片是一种将DNA序列多态性引入到DNA芯片上的高通量基因分型工具。
其基本原理如下：1.选择SNP位点：根据研究目的和基因组数据库的数据，选择与感兴趣的生物学过程或疾病相关的SNP位点。
2.设计引物：根据选择的SNP位点序列设计引物，通常采用探针杂交的方式。
引物的设计需要考虑SNP的位点和碱基对应情况。
3.制备芯片：将设计好的引物固定在芯片表面上，并将每个SNP位点的引物排列成阵列状，以便同时检测多个SNP位点。
4.样品准备：从被检测的个体中提取DNA样品，并使用PCR扩增目标SNP位点的DNA片段。
5.杂交：将扩增好的DNA样品加入到芯片上，利用引物与样品中相应DNA片段的互补序列形成特异性的杂交。
6.洗涤：通过洗涤过程去除未结合的DNA片段，使只有与芯片上相应引物杂交的DNA片段留在芯片上。
7.形成芯片图像：利用特定的扫描仪扫描芯片，根据芯片上不同位置的荧光信号强度来分析每个SNP位点上的基因型。
3. SNP芯片的应用SNP芯片在各个领域的应用非常广泛，下面列举了几个典型的应用示例：3.1. 人类遗传疾病研究SNP芯片在人类遗传疾病研究中发挥着重要作用。
通过比较病例组和对照组的SNP芯片数据，可以发现与疾病相关的SNP位点，进而研究疾病的致病机制和发展规律。
例如，在癌症研究中，SNP芯片常用于寻找与癌症发生和进展相关的遗传变异。
3.2. 农业育种SNP芯片在农业育种中的应用越来越广泛。
农业科学家可以利用SNP芯片分析大量的植物或动物个体，筛选出具有优良基因型的品种或个体，从而加快优质农产品的培育速度。
基于SNP的连锁不平衡分析
D’=0, r2=0
药物基因组学教研室
D’=1, r2=1
药物基因组学教研室
D’=0, r2=0.33
药物基因组学教研室
（二）影响LD的因素 （二）影响LD的因素
6 遗传漂变：群体较小，导致群体中基因频率随机波动 的现象称为遗传漂变。 一般认为：群体越小，漂变效应越大→ LD程度↑。 6 “奠基者效应”：是一种剧烈的漂变；指一个小群体从 一个大群体中分离出来，并逐渐发展壮大的现象。 “奠基者效应” → LD程度↑ 6 人口增长：人口增长会降低遗传漂变，LD强度减弱。 群体的增长→LD程度↓； 群体的再分→LD程度↑（“奠基者效应”）。
AC、AT、GC、GT
药物基因组学教研室
LD存在，实际上只存在少数几个常见的单体型：
6 例如，在一段含有6个SNPs区域中，理论上应有26=64 种单体型, 实际上只有3种常见的单体型(频率90%)。 6 对1和2: 4种单体型中实际只有AC和GT是常见的。
1 2 3 4 5 6 …A…C…A…T…G…T …A…C…C…G…C…T …G…T…C…G…G…A … 其 他 …
1. 基于LD 的关联分析原理
比较遗传标记差异：
患者-正常人
致病基因-遗传标记 强 LD
致病基因在疾病 发生中相对危险度
药物基因组学教研室
基于SNP的LD分析原理
SNP1(A/G) 强 LD
当SNP1A与 疾病易患性有关 观察到 SNP2C频率 患病群体高于对照群体
SNP2(C/T)
等位基因A: 与该疾病相关 单体型AC: 确定了与疾病相关的风险因子
药物基因组学教研室
3. SNPs的基因型
5 人体除性染色体外，每个染色体都有两份，个体所 拥有的一对等位基因的类型称作基因型。 5 例如，一SNPs(A/G)，则个体在该位点的基因型则：
SNP检测原理和应用
SNP的应用
1. 确定基因多态性和疾病的关系 2. 解释个体间的表型差异对疾病的易感程度 3. 对未来疾病做出诊断 4. 研究不同基因型个体对药物反应的差异，指导药物开 发及临床合理用药 5. 个体间SNP千差万别，通过SNP检测等技术进行法医 鉴定及个体识别
基因组制“物理图”、“序列图”和“转录图” 将SNPs 与人类基因组序列、物理和遗传图谱结合起来以 期在序列变异、疾病关联基因、种族遗传和基因组扫描等 方面作出进一步研究。 1998年，SNPs图谱，2227 个SNPs 定位和作图。 2001年，124万个SNPs的图谱。 目前超过500万个SNP位点，图谱未知。
疾病易感性研究中的应用
原理：SNPs被认为是一种稳定遗传的早期突变，与疾病 有着稳定的相关性。当一个遗传标记的频率在患者明显超 过非患者时，即表明该标记与疾病关联，通过比较分析两 者的单倍型和研究连锁不平衡性，可将基因组中任何未知 的致病基因定位。
Horikawa 等，应用SNPs作为遗传标记通过基于连锁不 平衡的相关分析，在墨西哥裔美国人群和北欧人群中发现 了一个糖尿病易感基因———钙离子中性蛋白酶基因 (CAPN10基因)，该基因第三个内含子上的A/G多态性 (SNP43) 同2型糖尿病(2型DM) 连锁,该位点为纯合子G 的个体患2型DM 的风险增加，这是目前为止所发现的第 一个与2型DM相关的SNP，预示了SNP在DM相关基因研 究中的重要作用。
连锁不平衡性分析
原理：首先确定一批按一定间隔存在、覆盖整个基因组的 SNP标记，然后在特定群体中寻找这些SNP 标记与待研 究特征之间的关系，即确定与特征相关的SNP基因型，从 而确定导致生物出现特定性状的基因组区域。
Martin 等，为阿尔茨海默症(Alzheimer disease，AD) 的候选基因ApoE附近的SNP制图，在ApoE周围1.5Mb 的区域内为60个SNP分型，并通过家系连锁分析，在 ApoE基因两侧各40kb的区域内13个SNP中发现有7个连 锁，已有有力证据表明这7个SNP以及ApoE基因周围 16kb内另外两个SNP与AD连锁。
07 单核苷酸多态性(SNP)实验
单核苷酸多态性（SNP）实验SNP (Single Nucleotide Polymorphism)即单核苷酸多态性，是由于单个核苷酸改变而导致的核酸序列多态性(Polymorphism)。
据估计，在人类基因组中，大约每千个碱基中有一个SNP，无论是比较于度多态性(RFLP)分析还是微卫星标记(STR)，都要广泛得多。
实验方法原理：SNP (Single Nucleotide Polymorphism)即单核苷酸多态性，是由于单个核苷酸改变而导致的核酸序列多态性(Polymorphism)。
据估计，在人类基因组中，大约每千个碱基中有一个SNP，无论是比较于限制性片段长度多态性(RFLP)分析还是微卫星标记(STR)，都要广泛得多。
SNP是我们考察遗传变异的最小单位,据估计，人类的所有群体中大约存在一千万个SNP位点。
一般认为，相邻的SNPs倾向于一起遗传给后代。
于是，我们把位于染色体上某一区域的一组相关联的SNP等位位点称作单体型（haplotype）。
大多数染色体区域只有少数几个常见的单体型（每个具有至少5%的频率），它们代表了一个群体中人与人之间的大部分多态性。
一个染色体区域可以有很多SNP位点，但是我们一旦掌握了这个区域的单体型，就可以只使用少数几个标签SNPs(tagSNP)来进行基因分型，获取大部分的遗传多态模式。
实验材料：组织样品试剂、试剂盒：液氮、PBS、GA缓冲液、GB缓冲液、蛋白酶K、无水乙醇、蛋白液、漂洗液等仪器、耗材：离心管、离心机、废液收集管、吸附柱、水浴锅、分光光度计、低温冰箱等实验步骤：一、DNA抽提1. 取新鲜肌肉组织约100 mg，PBS漂洗干净，置于1.5 ml离心管中，加入液氮，迅速磨碎。
2. 加200 μl 缓冲液GA，震荡至彻底悬浮。
加入20 μl 蛋白酶K（20 mg/ml）溶液，混匀。
3. 加220 μl 缓冲液GB，充分混匀，37℃消化过夜，溶液变清亮。
核苷酸多态性SN
sn与药物代谢和反应
药物代谢
SNP可以影响个体的药物代谢能力，从而影响药物的效果和安全性。例如，某些SNP可以影响肝脏酶的活性，从 而影响药物代谢的速度和程度。
药物反应
SNP可以影响个体对药物的反应，从而影响治疗效果和副作用的发生。例如，某些SNP可以影响个体对阿司匹林 的反应，从而影响心肌梗死和脑卒中的风险。
核苷酸多态性研究的总结
核苷酸多态性是基因组中存在 的一种重要变异形式，影响着
个体的表型和疾病易感性。
通过基因组学、生物信息学和 分子生物学等手段，我们深入 了解了核苷酸多态性的产生机
制、遗传特点和功能效应。
核苷酸多态性在人类疾病的研 究中具有重要的应用价值，为 疾病的预测、诊断和治疗提供 了新的思路和方法。
sn在生物信息学中的应用
基因组学研究
sn是基因组学研究的重要内容之一，有助于深入了解 基因组结构和功能。
进化生物学研究
sn在不同物种间的差异可以反映物种的进化历程，有 助于进化生物学的研究。
种群遗传学研究
sn在不同种群间的差异可以反映种群的遗传结构和演 化过程，有助于种群遗传学的研究。
05
总结与展望
sn与复杂性疾病
复杂性疾病
许多复杂性疾病，如糖尿病、肥胖症、精神分裂症等，是由多个基因和环境因素共同作用的结果。 SNP可以影响个体的易感性，从而影响这些复杂性疾病的发生和发展。
基因-环境相互作用
SNP可以影响个体对环境因素的响应，从而影响复杂性疾病的发生和发展。例如，某些SNP可以影响 个体对饮食、运动等环境因素的响应，进而影响体重和糖尿病的风险。
尽管取得了一些进展，但核苷 酸多态性的研究仍面临一些挑 战，如多态性位点的筛选和验 证、基因与环境互作的研究等 。
单核苷酸多态性及其应用45页
▪ cSNP又可分为2种：
▪ 同义cSNP(synonymous cSNP)： ▪ 非同义cSNP(non-synonymous cSNP)
▪ 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。
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。
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。
▪
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
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
单核苷酸多态性在法医学领域的应用前景
单核苷酸多态性在法医学领域的应用前景孔庆波;施念【摘要】法医学的样本通常已经高度腐败降解或是只残留很少的DNA,因此,需要改变原有的遗传标记和分析方法,以便更好地应用于日常工作和案件.单核苷酸多态性(SNPs)为法医DNA分析提供了可能.SNPs标记将在具有挑战性的法医学样本分析中发挥重要作用,如分析过度降解的检材,提高对于身份不明和走失者亲缘关系鉴定的能力,或在某些案件中提供嫌疑人的线索等.SNPs分析检验技术主要有DNA芯片技术、寡核苷酸连接检验、MALDI-TOFMS技术和Taq Man荧光探针技术等,其法医学应用可分为个体识别、亲权鉴定、个体生物地理起源、个体表型特点和特殊案件检验五个方面.【期刊名称】《动物医学进展》【年(卷),期】2013(034)004【总页数】4页(P107-110)【关键词】单核苷酸多态性;分析检验;法医学应用【作者】孔庆波;施念【作者单位】重庆警察学院,重庆401331;重庆市公安局刑警总队,重庆401331【正文语种】中文【中图分类】Q343.1随着人类基因组研究的深入，遗传标记技术相继开发，对人类生命密码的解读越来越透彻。
在此基础上，相关领域的不断融合、交叉和借鉴，致使法医物证检验技术在此领域也得到了长足的发展。
从20世纪90年代STR分型技术逐渐应用于法医鉴定开始，多达9个乃至15个STR位点的复合扩增结合荧光自动测序仪的使用，使法医物证鉴定效率大幅度提高。
然而，1997年SNPs标记策略的提出［1］，在整个生物学界引起了基因多态性研究的新一轮热潮，为法医物证检验发展提供了新的前景。
1 SNPs概述1.1 SNPs的含义SNPs是单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）的简称，指基因组内特定核苷酸位置上存在着两种不同的碱基，其中最少的一种在群体中的频率不少于1%。
SNPs主要是由基因组水平上的单个核苷酸变异所引起的DNA序列多态性。
SNP 单核苷酸多态性
SNPSNP，念法为〔snIp〕，全称Single Nucleotide Polymorphisms，是指在基因组上单个核苷酸的变异，包括转换、颠换、缺失和插入，形成的遗传标记，其数量很多，多态性丰富。
从理论上来看每一个SNP 位点都可以有4 种不同的变异形式,但实际上发生的只有两种,即转换和颠换,二者之比为2：1[1] 。
SNP 在CG 序列上出现最为频繁,而且多是C转换为T ,原因是CG中的C 常为甲基化的,自发地脱氨后即成为胸腺嘧啶。
一般而言,SNP 是指变异频率大于 1 %的单核苷酸变异。
在人类基因组中大概每1000 个碱基就有一个SNP ,人类基因组上的SNP 总量大概是3 ×10E6 个。
因此,SNP成为第三代遗传标志,人体许多表型差异、对药物或疾病的易感性等等都可能与SNP有关。
单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP),主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。
它是人类可遗传的变异中最常见的一种。
占所有已知多态性的90%以上。
理论上讲，SNP既可能是二等位多态性，也可能是3个或4个等位多态性，但实际上，后两者非常少见，几乎可以忽略。
因此，通常所说的SNP都是二等位多态性的。
这种变异可能是转换(C T，在其互补链上则为G A)，也可能是颠换(C A，G T，C G，A T)。
转换的发生率总是明显高于其它几种变异，具有转换型变异的SNP约占2/3，其它几种变异的发生几率相似。
Wang等的研究也证明了这一点。
转换的几率之所以高，可能是因为CpG二核苷酸上的胞嘧啶残基是人类基因组中最易发生突变的位点，其中大多数是甲基化的，可自发地脱去氨基而形成胸腺嘧啶。
在基因组DNA中，任何碱基均有可能发生变异，因此SNP既有可能在基因序列内，也有可能在基因以外的非编码序列上。
总的来说，位于编码区内的SNP(coding SNP,cSNP)比较少，因为在外显子内，其变异率仅及周围序列的1/5。
SNP分子标记的原理及应用
SNP分子标记的原理及应用SNP（单核苷酸多态性）是一种常见的遗传变异形式，其是指在基因组中，单个核苷酸发生变异所引起的差异。
SNP分子标记是通过检测SNP位点的变异情况来确定个体之间的遗传差异。
SNP分子标记具有高度的稳定性和高通量检测的优势，因此被广泛应用于遗传学、基因组学、生物学研究以及医学诊断等领域。
首先，SNP位点的检测是指对目标DNA样本中的SNP位点进行筛查和确定。
目前常用的SNP检测方法有PCR-RFLP（聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性）、TaqMan探针法、等位基因特异性扩增等。
其中，PCR-RFLP是最为常用的方法之一、该方法通过PCR扩增目标DNA片段，然后利用特异性内切酶切割PCR产物，根据不同SNP位点的限制酶切模式进行分析，从而确定SNP位点的变异型。
而TaqMan探针法是一种高度特异性的SNP鉴定方法，通过引入特异性的TaqMan探针来区分不同SNP位点的变异型。
等位基因特异性扩增方法则是通过引入特异性引物和探针，根据SNP位点上的变异基因特异性扩增PCR产物，以确定SNP位点的变异情况。
SNP分子标记的应用非常广泛。
在人类遗传学和基因组学研究中，SNP分子标记被广泛应用于基因关联研究、人类种群遗传结构分析、基因组遗传图谱构建等。
在农业和动植物遗传改良领域，SNP分子标记被用于作物和家畜的选育和品种鉴定。
此外，SNP分子标记也被应用于药物代谢研究、疾病预测和诊断、亲子鉴定等医学领域。
总之，SNP分子标记具有高度的稳定性和可靠性，能够有效地开展高通量、精确和快速的遗传研究与分析，成为现代遗传学研究和应用的重要工具。
++单核苷酸多态性的研究进展及其应用
源基因稳定的整合到生殖细胞中。
但是通过精子载体方法得到的转基因动物中嵌合体的比例很高,其具体的机制尚不清楚。
精原干细胞转移方法的建立,使得人们在活体中可以对精原干细胞进行操作。
从理论上讲,通过这种方法得到的转基因动物应该是单倍体,且操作简单、效率高。
结合单精子受精技术,在子代中的转基因效率在理论上为100%。
作为遗传信息的传递载体,成熟的精子在成熟的过程中,通过各种手段最大限度的对其自身的遗传信息进行保护,所以直接对成熟的精子进行转染等操作效率极低,往往是外源DNA附着在精子上进入卵细胞,所以子代中嵌合体很高。
在精子成熟之前,对精原干细胞进行基因转染和筛选,从理论上应该比胚胎干细胞更容易、适用范围更广泛。
同时应该指出:目前背景清楚、稳定的胚胎干细胞系仅来自小鼠,相比之下精原干细胞途径更有应用前景。
尽管现在还没有通过这一途径建立转基因动物的报道,但是随着一些技术的应用,有理由相信,离实现这一目标已指日可待。
如在活体中通过电击可大幅的提高对精原干细胞的转染效率,通过脂质体亦能在离体和活体有效转染。
已经证明在体和离体情况下,反转录病毒可以有效感染精原干细胞,感染效率在2%～20%左右。
2001年,Nagano等用反转录病毒离体感染供体睾丸细胞,并将其移植入受体小鼠睾丸中,在子代中4.5%为稳定的转基因小鼠[13]。
我们也已开展这方面的工作:利用电击和脂质体均可在体内感染小鼠精原干细胞,并可在异体中移植。
5 精原干细胞在其他领域中的运用前景在医学、物种保护和畜牧领域具有广阔的应用前景,精原干细胞移植技术的建立使得对精原干细胞的操作成为可能,也为不孕症和珍稀动物物种的保存提供了可能。
对于一些不孕症患者,接受高计量放疗、化疗的癌症病人往往造成暂时或永久性的不孕症病人的传统对策是冻存精液,但实际上一般不易收集到大量的精液,必须借助于单精子受精等复杂手段。
由于精原干细胞也可以长期冷冻保存,因而利用这种方法自然分泌精子不大受时间限制。
单核苷酸多态性在临床诊断中的应用课件
风险 增加非酒精性脂肪肝风险 增加肝炎病毒感染易感性 减少乙肝病毒感染易感性
临床意义 指导治疗决策和预后评估 相关肝病风险评估 隐藏乙肝感染风险评估
VIII. 单核苷酸多态性在心血管疾病中的 应用
冠心病
单核苷酸多态性在冠心病 易感性、病情评估和预后 评估等方面有重要应用。
高血压
某些单核苷酸多态性可能 影响高血压的发病机制和 药物治疗效果。
药物反应性
某些单核苷酸多态性可 解释个体对药物反应的 差异，有助于个体化的 药物治疗方案设计。
遗传咨询
单核苷酸多态性分析为 遗传咨询提供依据，帮 助个人和家庭了解遗传 疾病的风险和遗传特点。
V. 单核苷酸多态性在肿瘤学中的应用
1
肿瘤风险评估
某些特定单核苷酸多态性与肿瘤的遗传易感性有关，可作为肿瘤风险评估的指标。
根据单核苷酸多态性分析结 果，可以个体化地调整药物 剂量，达到更好的治疗效果。
3 不良反应预测
单核苷酸多态性可帮助预测个体对某些药物不良反应的敏感性，减少 治疗风险。
VII. 单核苷酸多态性在肝脏病学中的应 用
基因型 rs7 3 8 4 0 9 rs6 4 1 7 3 8 rs2 4 7 6 6 0 1
单核苷酸多态性在临床诊 断中的应用课件
单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism，SNP），是基因组中最常见 的变异形式之一，对于临床诊断具有重要意义。
I. 什么是Байду номын сангаас核苷酸多态性
单核苷酸多态性是指基因组中单个核苷酸发生变异的现象，可导致个体之间的遗传差异。
II. 单核苷酸多态性与基因组学
单核苷酸多态性在基因组学研究中扮演着重要角色，帮助我们理解个体差异、进化和疾病风险。
SNP分析及其在遗传学中应用情况
SNP分析及其在遗传学中应用情况简介单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism，SNP）是人类基因组中最常见的遗传变异形式之一。
SNP分析是研究个体之间以及不同种群之间遗传差异的有力工具。
随着高通量测序技术和生物信息学的发展，SNP分析已经成为遗传学研究中的一个重要领域，为我们理解基因变异与疾病风险、药物反应以及个体差异等提供了深入的了解。
SNP分析技术SNP分析的主要技术包括SNP芯片和基于测序的方法。
SNP芯片利用微阵列技术在一块芯片上同时检测大量的SNP位点。
而基于测序的方法则通过对个体基因组的全面测序来获取SNP信息。
两种方法各有优劣势，选择合适的方法应根据研究目的和预算来决定。
SNP在人类遗传学中的应用1. 疾病风险预测SNP与疾病之间存在密切的关联。
通过大规模SNP关联研究（Genome-wide Association Study，GWAS），研究人员已经发现了大量与疾病相关的SNP位点。
这些位点可以用来预测个体患病的风险，对疾病的早期筛查以及制定个性化的治疗方案具有重要意义。
2. 遗传进化研究SNP分析可以帮助我们了解人类和其他物种的遗传演化历程。
通过比较不同种群之间的SNP差异，研究人员可以揭示人类迁徙历史、种群形成以及适应性进化等重要信息。
此外，SNP还能用于研究个体之间的近交程度以及人类的远亲关系。
3. 药物反应预测个体对药物的反应存在很大的差异，这主要受遗传变异的影响。
SNP分析可以帮助我们预测个体对特定药物的反应情况，从而指导临床用药。
例如，根据某些特定的SNP位点，可以预测患者是否对某种药物具有耐药性，以及药物代谢速度的快慢。
4. 父权鉴定和犯罪侦查SNP分析可以利用个体之间的基因型差异来进行父权鉴定和犯罪侦查。
通过比较孩子和母亲、孩子和潜在父亲之间的SNP位点，可以确定孩子的生物学父亲。
此外，对犯罪现场的DNA样本与嫌疑人DNA样本进行SNP分析，还可以帮助警方追踪犯罪嫌疑人。
snp分子标记的原理及应用
SNP分子标记的原理及应用概述单核苷酸多态性（SNP）是一种常见的基因组变异，它在基因组中占据重要地位。
SNP作为一种重要的分子标记，具有许多应用。
本文将从SNP的基本原理开始介绍，然后探讨SNP分子标记在遗传研究、医学诊断、农业育种等领域的应用。
SNP的原理SNP是指在基因组中单个核苷酸处发生的变异。
这些变异可以导致个体间的遗传差异，可能与疾病易感性、药物反应性、表型特征等相关。
SNP的形成有多种机制，包括突变、重组、等位基因演化等。
SNP的检测方法SNP的检测可以采用多种方法，其中最常用的方法包括：1.基于PCR的方法：通过特异性引物扩增目标SNP区域，并使用限制性内切酶或测序等技术进行检测。
2.基于芯片的方法：利用芯片上固定的DNA探针与样品DNA杂交，通过检测信号强度来确定SNP的基因型。
3.基于测序的方法：利用高通量测序技术对样品DNA进行测序，通过分析碱基对应位置碱基的差异来确定SNP。
4.基于大规模变异分析的方法：利用高通量基因分型技术，如SNP芯片、全基因组关联研究等，进行全基因组范围的SNP检测。
SNP分子标记的应用遗传研究SNP分子标记在遗传研究中发挥着重要的作用。
它可以用于构建遗传连锁图谱、进行群体遗传结构分析以及进行复杂疾病的关联分析。
通过分析SNP与特定性状的关系，可以探索人类遗传变异与疾病发生发展的相关性。
医学诊断SNP分子标记在医学诊断中具有潜在的应用。
通过分析个体SNP的基因型，可以帮助预测个体对某些药物的反应性以及易感性疾病的风险。
此外，SNP分子标记也可以用于亲子鉴定以及疾病致病基因的筛查。
农业育种SNP分子标记在农业育种中被广泛应用。
通过分析作物或家畜的SNP基因型，可以鉴定优良品种、预测物种的遗传背景、进行种质资源保护和遗传改良。
SNP分子标记的应用可以有效提高育种工作的效率和准确性。
DNA人身鉴定SNP分子标记在人身鉴定领域也起到了重要作用。
通过对个体的SNP基因型进行分析，可以确定个体的遗传信息，用于刑事侦破、亲子关系鉴定以及基因地理学研究等方面。
单核苷酸多态性在基因诊断中的应用
单核苷酸多态性在基因诊断中的应用基因是指生物体内负责传递遗传信息的基本单位，在人类的生命中扮演着至关重要的角色。
迄今为止，我们已经发现了多达数万个人类基因序列，其中一些基因与疾病有关。
因此，同样的遗传基因，可以使得不同的人表现出不同的表型性状，这种差异在遗传学领域中被称为单核苷酸多态性（SNP）。
SNP由于其独特的表现形式，在人类基因诊断中扮演着举足轻重的角色。
多种科学技术在基因诊断中被广泛应用。
基因诊断是指通过基因测序或扫描的方式，检测人类体内基因突变程度的一种技术。
其数据可以为基因治疗或药物选择提供依据。
权衡治疗方案所需的特异性，基因诊断必须对DNA分子的鉴定及分析技术有极高的要求。
而SNP正好具备了这样的要求。
SNP是人类基因组内最常见的突变类型，通常它是由一个单个核苷酸的变化所引起的，与常见遗传疾病相关的SNP的研究特别突出，如高血压、糖尿病以及心脏病等疾病。
SNP位于基因的编码区域和非编码区域，以及调控区域，可以影响基因在翻译上机器复制的方式。
如何应用SNP在基因诊断中？SNP 在基因诊断中的应用处于主导地位。
实际上，对于父系网状系突变疾病（例如，血友病、肌萎缩性脊髓侧索硬化症和性联锁性遗传性毛细血管扩张）的诊断，SNP就起着不可替代的作用。
首先，在基因检测中检测 and diagnosis 夫妇之间的SNP，将其与胎儿的DNA进行比较，以检测出胎儿是否携带父系基因突变。
其次，SNP在药物开发和治疗中也发挥了一定的作用。
我们知道，一个治疗方案可能有针对的药物或治疗流程。
其中的药品可能是安全有效的，但在个别患者中，该药品的效果却微弱或无效。
SNP在这种情况下，可以帮助我们找到原因。
这是因为SNP有助于分析包括药代动力学参数和药物代谢参数的有效性。
在实现对药代动力学和无效性的个体化治疗中，SNP的应用在过去十年中正在进一步获得发展和进化。
此外，随着NGS技术的不断进步，SNP变异基因的检测时间越来越短。
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• To understand the process of dog diversification better, we conducted an extensive genome-wide survey of more than 48,000 single nucleotide polymorphisms in dogs and their wild progenitor, the grey wolf. Here we show that dog breeds share a higher proportion of multi-locus haplotypes unique to grey wolves from the Middle East, indicating that they are a dominant source of genetic diversity for dogs rather than wolves from east Asia, as suggested by mitochondrial DNA sequence data. Furthermore, we find a surprising correspondence between genetic and phenotypic/functional breed groupings but there are exceptions that suggest phenotypic diversification depended in part on the repeated crossing of individuals with novel phenotypes. Our results show that Middle Eastern wolves were a critical source of genome diversity, although interbreeding with local wolf populations clearly occurred elsewhere in the early history of specific lineages. More recently, the evolution of modern dog breeds seems to have been an iterative process that drew on a limited genetic toolkit to create remarkable phenotypic diversity.
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分子信标技术
• 分子信标是一种新型的发卡结构的 寡核苷酸探针,是在样品PCR过程中 因和样品DNA 杂交后而使自身荧光 构象改变从而实现对SNP的检测。
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焦磷酸测序法
• 四种酶催化同一反应体系中的酶级联 反应，包括DNA 聚合酶、ATP 硫酸 化酶(ATP sulfurylase) 、荧光素酶 (luciferase) 和三磷酸腺苷双磷酸酶 ( apyrase) 。 • 原理：DNA 聚合酶在一种dNTP的存 在下进行引物延伸反应,而引物的成 功延伸将伴随焦磷酸的释放,焦磷酸 在荧光素酶的存在下能引一种发化学 发光反应,通过发光计的实时监测来 达到检测的目的。
单核苷酸多态性 SNP 理 论 及 应 用
1
Contents
• 1. • 2. • 3. • 4. • 5. SNP概述 常用SNP检测技术 SNP的应用 科研进展 存在的问题
2
SNP概述
有的人吸烟喝酒却长寿，也有人自幼就病痛缠身；同 一种治疗肿瘤的药物对一些人非常有效，对另一些人则 完全无效。这是为什么？答案是他们基因组中存在的差 异。这种差异很多表现为单个碱基上的变异，也就是单 核苷酸的多态性（SNP）。
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基因芯片技术
• 基因芯片技术是 在固相支持介质 上进行分子杂交 和原位荧光检测 的一种高通量 SNP分析方法。
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Taqman技术
• 这种方法也称为核酸外切 酶法(5’-nuclease assay) ,是在PCR过程中 实现等位特异性杂交,而不 需以往等位特异性杂交中 样品PCR后分离及洗涤等步 骤。
6
单倍型(Haplotype)
• 在描述SNP时，当前的一致意见是用术 语“ haplotype”（ 单倍型）代替术语 “allele”（ 等位基因）。 • 单倍型的定义为在给定的一条染色体的 紧密连锁的位点上多个等位基因的集合， 通常3-4个相邻等位基因彼此靠近而构成 的单倍型可作为一个整体而遗传（ 称为 单倍型块，haploblock）（ Edwards et al.,2001;Rafaski,2002），见表1。
3
SNP概述
SNP的发展历史
通常，基因组DNA序列存在三种类型的天 • 生命世界存在着极其丰富的多样性， 然变异：单个核苷酸替换、一段核苷酸的 这是人类早就认识到但迄今仍在试图 插入或缺失以及卫星 解释的现象。 DNA重复次数的差异 。1994 年，单核苷酸多态性（ Single • 如今，随着分子生物学的不断发展， Nucleotide Polymorphisms简称SNP） 来自分子水平的信息，尤其是海量的 DNA序列数据为人们进一步认识和解 这个术语第一次出现在人类分子遗传杂志 释生命多样性提供了前所未有的机会。 上，随后 Lander(1996)第一次正式提出 SNPs为新一代分子标记。1998-2002年 ，每年召开一次“ “SNPs与复杂基因组 ”国际会议，其宗旨是探讨SNPs在复杂 基因组研究中应用的可能性，其内容包括 方法、应用与伦理。
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什么是SNP
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从理论上来看每一个SNP 位 点都可以有 4 种不同的变异 SNP全称Single Nucleotide 形式 ,但实际上发生的只有两 Polymorphisms ，是指在基 种 ,即转换(为主)：以一种嘧 因组上单个核苷酸的变异 ,包 啶置换另一种嘧啶 CT 或 括置换、颠换、缺失和插入。 一种嘌呤置换另一种嘌呤 一般而言,SNP 是指变异频 A G 和颠换：嘌呤与嘧啶 率大于 1 %的单核苷酸变异。 互换 CG,CG,A1000 T。 在人类基因组中大概每 SNP 在CG序列上出现最为 个碱基就有一个 SNP ,人类 频繁 ,而且多是 C转换为 T ,原 基因组上的 SNP 总量大概是 因是 中的 3 ×CG 106 个C 。 常为甲基化的, 自发地脱氨后即成为胸腺嘧 啶。
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SNP的应用
SNP的应用
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遗传图谱的构建
• Cereon Ginomics公司（2001）公开 的信息指出，在拟南芥的两个生态型序 列中，平均每3.3kb有1个SNP，对这个 拥有130Mb的基因组而言，这种碱基转 换的变异大约为40,000 个SNPs。Cho et al.（1999）用一种抗真菌病基因 Eds16 序列中的237个SNPs 标记在拟 南芥中构建了分辨率为3.5cm 的二等位 基因遗传图谱。这是第一次在二倍体植 物中构建的二等位基因标记的遗传图谱， 它所确立的一系列方法也可用于其他植 物的SNPs遗传图谱构建。在F2代收获 以后，这个二等位基因图谱构建的整个 过程花了不到两天的时间，而要用 ONF8 标记得到同样的结果须花几个月 时间。
SNP的分类
• 根据SNP在基因组中的分布位置可将其分为基因 编码区SNP(cSNP)，基因调控区SNP(pSNP)，基 因间随机非编码区SNP(rSNP)等三类。因为编码 区内的变异率仅占周围序列的1/5，SNP的总量 显著小于其他两类SNP。 • 从对生物遗传性状影响上看，cSNP又可以分为2 种，一种是同义cSNP(synonymous cSNP)，即 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 含义相同；另一种是非同义cSNP(nonsynonymous cSNP)，指碱基序列的改变可使以 其为蓝本翻译的但标准序列发生改变，从而影 响蛋白质的功能。这种改变通常是导致生物性 状发生改变的直接原因。 • 位于基因调控区的SNP则会影响基因表达量的多 少。
• 通过在南洋楹上采用多路复用的单核苷酸引物延伸技术开发 SNP标记和DNA分型。 • We developed SNPs in Paraserianthes falcataria and arranged them for multiplexed DNA typing using single nucleotide primer extension (SNuPE). Seventeen sequence characterized amplified regions (SCARs) were developed from random amplified polymorphic DNA (RAPD). In 12 SCARs of them, a SNP which possessed high heterozygosity was selected, and three sets of multiplexed SNuPE analysis system with 4 SNPs were constructed. Estimating the discrimination power (DP) revealed that set A had the highest DP (0.968), followed by set B and set C. The ability to discriminate could be almost 100% (1.000 of DP) when all sets were used. This SNuPE system provides a practicable method for individual identification of this forest tree species.
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DNA指纹的确立