基因组多态性培训课件.ppt
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基因组多态性基本要求人与人差异的根源是什么?黑猩猩与人的基因差异只有1%药效差异的原因是基因多态性人类基因组的共性(99.9%):决定发育成一个人:人类基因组的多态性(0.1%):决定发育成某一个具体的人:身高、容貌、行为、健康、患某种病、寿命等。OMIMStatisticsforOctober19,2011(OnlineMendelianInheritanceinMan)人类基因组:24条染色体/31亿碱基对人类基因组包括:细胞核基因组:规模庞大。线粒体基因组:仅37个基因。细胞核基因组24条染色体上全部遗传信息,包括:编码顺序:结构基因3~4万个非编码顺序:基因内的插入顺序、重复顺序、基因间的间隔顺序等结构基因ExonFlankingSequenceTATAboxGCboxGGCGGGCAATboxRegulatorSequence逆转录基因组多态性的概念遗传学标记是一类能够区分不同的个体和群体,或者能够区分不同的染色体位点,同时又能稳定遗传的物质。宏观可见或微观存在。基因组多态性的种类DNA酶切后在同一电泳场中移动的差异RFLP的遗传基础:限制性内切酶具有特异的识别序列和切点,如:ApaI的识别序列和切点为:5’GGGCC^C3’,BamHI的识别序列和切点为:5’G^GATCC3’。不同个体DNA分子存在个别碱基的差异,如果这种差异正好位于某种限制性内切酶的特异性识别序列上,将会失去或增加一个酶切位点,从而改变酶切后形成的特定DNA片段的大小。凡是可以引起酶切位点变异的突变,如点突变、DNA片段插入或缺失等均可导致RFLP的产生。1980年代,用内切酶切割DNA后电泳,发现人类基因组某些位点含有多个等位基因,称为人类基因组高变区(hypervariablerigion,HVR),即小卫星DNA。由一些约十多个或几十个bp的短序列(即重复单位)串联重复而成。如:GGTTCTTAAAAAGGTTCTTAAAAA------GGTTCTTAAAAAGGTTCTTAAAAA不同的个体或同一个体的两条同源染色体之间,重复次数可能并不相同。区别于存在于着丝粒、端粒和Y长臂的重复序列,称为小卫星DNA。小卫星DNA的特点1、同一HVR的重复单位具有高度保守性。2、在不同的个体或同一个体的同源染色体之间,重复单位的重复次数不同,构成众多等位基因。3、经酶切、电泳、变性、印迹、重复序列杂交、冲洗、显影后表现为丰富多彩的RFLPs。4、同一个体不同组织来源的RFLP谱带完全一样;而不同个体的谱带的位置和宽度千差万别,可称为DNA指纹。5、每一条谱带的遗传均遵循孟德尔规律。大部分谱带以杂合状态存在。HVR是多态信息含量较高的分子标记。HVR谱带在人与人之间的差异就象人的指纹一样,故将其称为DNA指纹。尤如商品条形码,千差万别,丰富多彩。例如,用α珠蛋白3’HVR核心序列探针所显示的DNA指纹,个体相关机率为4×10-12,意味着现今世界上除同卵双生外没有DNA指纹相同的人。小卫星DNA非单倍型遗传1、Southernbloting(RFLP法):酶切、电泳、变性、印迹、杂交、冲洗、显影。得到多条泳带图谱,每一谱带代表一个位点的探针互补序列的重复次数。2、AMP---FLP法(单位点):即PCR扩增片段长度多态性方法:引物合成、PCR、电泳、染色。得到一条或二条带,仅代表一个位点的重复序列,是纯合子或杂合子。法医学方面——个体识别现场检材和嫌疑对象的DNA指纹条带位置与强度一致,则为同一个体。亲子鉴定:如能从父母指纹中找到孩子的所有条带,亲子关系成立。概念人类基因组的间隔序列和内含子等非编码区内,广泛存在着与小卫星DNA相似的重复单位为1~6bp的短小重复序列,称为微卫星DNA。也称为短串联重复序列(shorttandemrepeats,STR),如:(GACA)n、(GATA)n、(TCC)n、(CT)n、(CA)n。1、在人类基因组中出现的数目和重复次数不同,表现高度多态性。2、是分散排列的简单重复序列。每10kb的DNA中可能有一个微卫星DNA,约占基因组的10%。3碱基或4碱基的微卫星DNA,突变率低,实验中稳定性好,易于标准化,更受人们重视。微卫星DNA与小卫星DNA的区别1、基因定位和人类基因组计划(HGP)2、高风险人群筛查或产前诊断:与致病基因或主基因紧密连锁的微卫星标记。3、个体识别和亲子鉴定:多位点微卫星DNA测定,检测方便,结果稳定可靠。8位点微卫星DNA用于亲子鉴定。微卫星DNA的genotypingPCR扩增微卫星片段、电泳、分析基因型(一条带为纯合子,