ინფორმაცია

როგორ განვსაზღვროთ რომელი ალელი აქვს GRCh37?

როგორ განვსაზღვროთ რომელი ალელი აქვს GRCh37?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

არის ვებსაიტი, სადაც შემიძლია მოვძებნო GRCh37 მდებარეობის ან rs ID-ების მიხედვით, რათა დავადგინო რომელი ალელი აქვს კონკრეტულ ადგილას?

ვფიქრობ, http://grch37.ensembl.org/ შეიძლება იყოს პასუხი ჩემს კითხვაზე, მაგრამ დარწმუნებული არ ვარ, როცა შედეგების გვერდზე ნათქვამია "საგვარეულო" ალელი, არის თუ არა ეს ალელი GRCh37-ში. ან თუ მეტყვის რომელი GRCh37 აქვს სადმე გვერდზე სხვაგან.

ასევე, როგორც გვერდითი შენიშვნა: ვივარაუდო, რომ GRCh37-ს აქვს მხოლოდ ერთი ასლი თითოეული ქრომოსომიდან (ანუ ის არ შეიძლება იყოს ჰეტეროზიგოტური რაღაცისთვის?).


როგორ განვსაზღვროთ რომელი ალელი აქვს GRCh37? - ბიოლოგია

რა მოხდება მომავალ თაობაში? ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად გამოვიყენებთ ჰარდი-ვაინბერგის პრინციპს, რომელიც იყენებს პოპულაციის ალბათობის ძირითად წესებს მომავალი თაობის შესახებ პროგნოზების გასაკეთებლად. ჰარდი-ვაინბერგის პრინციპი პროგნოზირებს, რომ ალელური სიხშირეები რჩება მუდმივი ერთი თაობიდან მეორემდე, ან რჩებიან წონასწორობაში, თუ ვივარაუდებთ გარკვეულ პირობებს (რომელსაც ქვემოთ განვიხილავთ).

მაგალითად, თუ საწყის პოპულაციაში A და a ალელების ალელური სიხშირეები იყო გვ = 0.8 და = 0.2, ალელური სიხშირეები მომავალ თაობაში დარჩება გვ = 0.8 და = 0.2. ჰარდი-ვაინბერგის წონასწორობის პირობები ბუნებაში იშვიათად (თუ ოდესმე) გვხვდება, მაგრამ ისინი ფუნდამენტურია პოპულაციის გენეტიკის გასაგებად. როდესაც მოსახლეობა გადაუხვევს ჰარდი-ვაინბერგის პროგნოზებს, ეს იმის მტკიცებულებაა, რომ მინიმუმ ერთი პირობა არ არის დაკმაყოფილებული. შემდეგ მეცნიერებს შეუძლიათ დაადგინონ, რატომ იცვლება ალელური სიხშირეები და, შესაბამისად, როგორ მოქმედებს ევოლუცია პოპულაციაზე.

ჰარდი-ვაინბერგის წონასწორობის პირობები:

  1. პოპულაცია უსასრულოდ დიდია -&ndash ან საკმარისად დიდი, რათა მინიმუმამდე დაიყვანოს გენეტიკური დრიფტის ეფექტი, რაც არის ალელის სიხშირეების ცვლილება მთლიანად შემთხვევითი შანსის (და არა შერჩევის) გამო.
  2. შერჩევა არ ხდება - ასე რომ, პოპულაციის ყველა ინდივიდს აქვს გადარჩენისა და გამრავლების თანაბარი შანსი.
  3. შეჯვარება შემთხვევითია ისე, რომ ინდივიდი თანაბრად წყვილდება პოპულაციის ნებისმიერ პოტენციურ მეწყვილესთან, მიუხედავად გენოტიპისა და ფენოტიპისა.
  4. არ არის მიგრაცია - ასე რომ, არცერთი ალელი არ შედის და არ ტოვებს პოპულაციას.
  5. არ არის მუტაცია - ასე რომ, ალელური მახასიათებლები არ იცვლება

იმის გამო, რომ შეჯვარება შემთხვევითია (პირობა 3, ზემოთ), ჩვენ შეგვიძლია წარმოვიდგინოთ ეს დიპლოიდური ინდივიდები, როგორც უბრალოდ მათი გამეტების შერევა. ჩვენ არ გვჭირდება გავითვალისწინოთ მოცემული გამეტის მშობლის წარმოშობა (ანუ თუ ის მოდის ჰეტეროზიგოტური ან ჰომოზიგოტური მშობლისგან), არამედ უბრალოდ ალელების პროპორცია პოპულაციაში. მაგალითად, ადრე ნახსენები მოსახლეობისთვის გვ ღირებულება 0.8 და მნიშვნელობა 0.2, ჩვენ შეგვიძლია ვიფიქროთ შერეული გამეტების ტომარაზე, რომლის 80% არის A, ხოლო 20% არის A. .

მაშასადამე, მამის მხრიდან (სპერმატოზოიდი) გვაქვს ორი ალელის მოცემული პროპორციები (ალელის A 0,8 და ა ალელის 0,2) თავისუფლად შერეული კვერცხუჯრედებთან (დედობრივი წვლილი), რომლებსაც აქვთ ალელები იგივე პროპორციებით ( 0.8 A-დან და 0.2 a-დან).

A სპერმის შეხვედრის ალბათობა A კვერცხუჯრედთან არის 0,8 x 0,8 = 0,64. სპერმის შეხვედრის ალბათობა კვერცხუჯრედთან არის 0,8 x 0,2 = 0,16. სპერმის შეხვედრის ალბათობა A კვერცხუჯრედთან არის 0,8 x 0,2 = 0,16. სპერმის შეხვედრის ალბათობა კვერცხუჯრედთან არის 0,2 x 0,2 = 0,04.

ამიტომ, მომდევნო თაობაში, ჩვენ მოველით, რომ გვექნება გენოტიპების შემდეგი პროპორცია:

ანუ ათასი შთამომავალი რომ ყოფილიყო, იქნებოდა:

ეს თავის მხრივ ითარგმნება როგორც 1600 A ალელები (640 + 640 + 320) და 400 a ალელები (320 + 40 + 40). 1600/2000 = 0.8 და 400/2000 = 0.2, ანუ ალელური სიხშირეები იგივეა, რაც მშობლის თაობაში.

განზოგადებისთვის: თუ ალელური სიხშირეებია გვ და , მაშინ ჰარდი-ვაინბერგის წონასწორობა გექნებათ (გვ + ) X (გვ + ) = გვ 2 + 2pq + 2, როგორც გენოტიპების განაწილება.

  • AA ინდივიდის სიხშირე იქნება გვ 2 .
  • Aa ინდივიდების სიხშირე იქნება 2pq.
  • აა ინდივიდების სიხშირე იქნება 2 .

გარდა ამისა, A ალელების სიხშირე იქნება გვ 2 + pq (ტოლია AA ინდივიდების სიხშირისა პლუს Aa ინდივიდების სიხშირის ნახევარი). მას შემდეგ, რაც გვ + =1, მაშინ = 1 - გვ. A ალელების სიხშირე არის გვ 2 + pq, რაც უდრის გვ 2 + გვ (1 &mdash გვ) = გვ 2 + გვ &mdash გვ 2 = გვ ანუ გვ იგივე რჩება ერთი თაობიდან მეორემდე. იგივე შეიძლება აჩვენოს .

ამრიგად, ჩვენ ვხედავთ, რომ შემთხვევითი შეჯვარების გარეშე, შერჩევის გარეშე, მიგრაციის ან მუტაციის გარეშე და პოპულაციის საკმარისად დიდი რაოდენობით, რომ შემთხვევითი შემთხვევითობის ეფექტი უმნიშვნელოა, პოპულაციაში ალელების პროპორცია იგივე რჩება თაობიდან თაობაში.

მოდით შეამოწმოთ თქვენი ცოდნა ამ თემაზე:
პოპულაციაში, რომელიც იმყოფება ჰარდი-ვაინბერგის წონასწორობაში, დომინანტური ალელის A სიხშირე არის 0,40. რა არის ინდივიდების სიხშირე სამი ალელის კომბინაციიდან, AA , Aa და aa ?

AA პირების სიხშირე: _______
Aa ინდივიდების სიხშირე: _______
aa პირების სიხშირე: _______

დააწკაპუნეთ აქ განმარტებისთვის:

ვინაიდან A ალელის სიხშირე არის 0,4, ალელის a სიხშირე არის 1 & ndash 0,4 = 0,6.

როდესაც მოსახლეობა ჰარდი-ვაინბერგის წონასწორობაშია:

AA პირების სიხშირე არის (0.4)(0.4) = 0.16
Aa ინდივიდების სიხშირეა 2(0.6)(0.4) = 0.48
aa ინდივიდების სიხშირე არის (0.6)(0.6) = 0.36

(შენიშვნა: თქვენი პასუხების სისწორის შესამოწმებლად კარგი გზაა იმის დადასტურება, რომ მნიშვნელობები ემატება 1-ს.)


ტესტის ჯვრის მაგალითები

მონოჰიბრიდული ჯვარი

საცდელი ჯვრის ტიპიური მაგალითია წარმოშობის ექსპერიმენტი, რომელიც მენდელმა თავად ჩაატარა ყვითელი ბარდის გენოტიპის დასადგენად. როგორც ქვემოთ მოცემულ სურათზე ჩანს, ალელები Y და y გამოიყენება ალელის ყვითელი და მწვანე ვერსიებისთვის, შესაბამისად. ყვითელი ალელი, Y, დომინანტია y ალელზე. ამიტომ, Yy გენოტიპის მქონე ორგანიზმში ფენოტიპში მხოლოდ ყვითელი ალელი ჩანს. მენდელს ყვითელი ბარდა ჰქონდა და მას სურდა გაეგო, იყო თუ არა ეს YY თუ Yy.

მენდელმა გამოყვანა უცნობი ყვითელი ბარდა (Y?) მწვანე ბარდასთან ერთად, რომელიც იყო ჰომოზიგოტური რეცესიული (yy). ქვემოთ მოყვანილი დიაგრამა აჩვენებს ტესტის ორ შესაძლო შედეგს.

ან შთამომავლობა იქნება მთლიანად ყვითელი, ან მათი დაახლოებით ნახევარი იქნება მწვანე. ეს ემყარება ორივეს შედეგებს პუნეტის კვადრატები ნაჩვენებია. ზედა კვადრატი აჩვენებს შედეგებს, თუ უცნობი ყვითელი ბარდა არის (YY). ამ შემთხვევაში ბარდას არ აქვს რეცესიული ალელი შთამომავლებისთვის გადასასვლელად. აქედან გამომდინარე, შთამომავლების 100% იღებს ერთ Y ალელს და ერთ y ალელს, რაც მათ ყველა ყვითელს ხდის.

მეორე შემთხვევაში, თუ უცნობ ყვითელ ბარდას აქვს გენოტიპი Yy, შთამომავლობის ნახევარი მიიღებს ამ ალელს. სხვა ალელი იქნება მწვანე ბარდადან და ასევე იქნება მწვანე ალელი (y). ამ შემთხვევაში შთამომავლობის ნახევარი მწვანე ბარდას გამოიმუშავებს. საცდელი ჯვარი თავად ხდება, როდესაც ორი მცენარის გამოყვანა ხდება ერთად, რეცესიული მცენარისგან მტვრის აღებით და ყვითელი ბარდის მცენარის ყვავილებზე ფრთხილად მოთავსებით. შემდეგ მენდელი გულდასმით ამუშავებდა ყველა წარმოებულ ლობიოს (რომელიც ყვითელი იქნებოდა) საკუთარ მცენარეებად. ამ მცენარეების მიერ წარმოებული ბარდის ფერი განსაზღვრავს თავდაპირველი მცენარის გენეტიკას, რომელიც წარმოქმნიდა ყვითელ (Y?) თესლს.

Dihybrid Test Cross and Beyond

ეს მარტივი მოდელი კარგად მუშაობს ერთი მახასიათებლისთვის, მაგრამ ის ადვილად შეიძლება გაფართოვდეს, რათა მოიცვას მეტი თვისება. The დიჰიბრიდული ჯვარი არის ჯვარი, რომელიც უყურებს ორი ცალკეული თვისების ჯვარს სხვადასხვა ალელებით. ბარდის ფერის მაგალითზე დავრჩებით, ჯვარს დავამატებთ თვისებას, ვთქვათ ფორმას. ბარდა შეიძლება იყოს მრგვალი და მსუქანი, ან ნაოჭებიანი. მრგვალი ბარდა დომინანტურია, შექმნილია (R) ალელით. ნაოჭიანი ბარდა გვხვდება მხოლოდ ჰომოზიგოტურ რეცესიულ ინდივიდებში (rr). შემდეგი სქემა გვიჩვენებს, თუ როგორ გამოვთვალოთ ტესტის ჯვრის შედეგები. (გაითვალისწინეთ, რომ დანაოჭებულ თესლს უნდა ჰქონდეს r ალელი).

ნაჩვენები შემთხვევაში, ეს არის სატესტო ჯვარი, რომელშიც მონაწილეობს ინდივიდი, რომელიც ჰომოზიგოტური დომინანტია ორივე მახასიათებლისთვის, ყველა რეცესიული ტესტის ჯვარედინი ინდივიდით. ამ სატესტო ჯვარედინი ინდივიდს ყოველთვის ექნება ყველა რეცესიული თვისება, რადგან ის იძლევა გენოტიპის დაუყოვნებლივ გამოვლენის საშუალებას შთამომავლობის თანაფარდობის საფუძველზე. სურათი აღწერს FOIL მეთოდის გამოყენებით ყველა შესაძლო შედეგის განსაზღვრას. პირველ გენოტიპზე, თქვენ დააწყვილებთ თითოეული გენის პირველ ალელს (RY), შემდეგ გარე წყვილს (ასევე RY). ამ პროცედურის განხორციელების შემდეგ, თქვენ გაქვთ ყველა შესაძლო გამეტი ჩამოყალიბებული თითოეული მშობლისგან. გამორიცხეთ განმეორებადი წყვილები და გექნებათ ერთადერთი შესაბამისი წყვილი. ამ შემთხვევაში, ყველა შთამომავალი იქნება RrYy. ეს გვეუბნება, რომ მშობელი იყო ჰომოზიგოტური დომინანტი ორივე მახასიათებლისთვის.

თუ პირველი მშობელი ორივე მახასიათებლისთვის ჰეტეროზიგოტური იქნებოდა, ფენოტიპების თანაფარდობა ბევრად განსხვავებულად გამოიყურებოდა. ამ შემთხვევაში, პირველი მშობელი იქნება (RrYy). FOIL მეთოდის გამოყენებით, თქვენ მიიღებთ 4 შესაძლო გამეტს ჰეტეროზიგოტური მშობლისგან: RY, Ry, rY და ry. სატესტო ჯვარედინი მშობლის მიერ წარმოქმნილ ერთ გამეტ ტიპთან ერთად, შეგიძლიათ მიიღოთ 4 შესაძლო გენეტიკური კომბინაცია. ეს არის RrYy, Rryy, rrYy და rryy. ბოლოში თანაფარდობა იქნება 1:1:1:1.

ამრიგად, თუ თქვენ გქონდათ მცენარე, რომელიც აწარმოებდა მრგვალ და ყვითელ ბარდას, მაგრამ ამის შესახებ სხვა არაფერი იცოდით, შეგეძლოთ ის საცდელ ჯვარში ჩასვათ დანაოჭებულ მწვანე მცენარესთან და იცოდეთ, რა თქმა უნდა, ორიგინალური მცენარის გენოტიპი. მიუხედავად იმისა, რომ მენდელი თავის დროზე შეზღუდული იყო, ამ ჯვრების მათემატიკა შეიძლება გაანალიზდეს კომპიუტერებით ბევრად უფრო სწრაფად, ვიდრე ადამიანებს შეუძლიათ პუნეტის კვადრატების შევსება. ამრიგად, ნებისმიერი რაოდენობის ნიშან-თვისება შეიძლება გაანალიზდეს რთული ფუნქციებით, მარტივი შეყვანით, როგორიცაა ფერი და ფორმა. ამან გენეტიკის გამოცნობის დიდი ნაწილი ამოიღო. თუმცა, ბევრი გენი არ ფუნქციონირებს მარტივი დომინანტური/რეცესიული ურთიერთობებით და კონტროლდება ბევრად უფრო რთული მექანიზმებით.

1. რა არის საცდელი ჯვრის დანიშნულება?
ა. უცნობი მცენარის გენოტიპის დადგენა
ბ. აწარმოეთ "ჭეშმარიტი მოშენების" შთამომავლობა
C. ორივე

2. რამდენიმე ზაზუნაზე ატარებთ საცდელ ჯვარს. გსურთ იცოდეთ, ატარებს თუ არა თქვენი ყავისფერი ზაზუნა ალბინიზმის ალელებს, რეცესიულ მუტაციას, რომელიც არ იწვევს პიგმენტის წარმოებას. ჩვეულებრივი ზაზუნები არის BB, ხოლო რეცესიულ ზაზუნებს (bb) აქვთ ალბინიზმი. (Bb) ზაზუნები უბრალოდ ატარებენ ალელს, მაგრამ მაინც ყავისფერია. როდესაც თქვენ ამრავლებთ თქვენს ზაზუნას (B?) ალბინოს ზაზუნასთან (bb), თქვენ მიიღებთ შემდეგ შედეგებს: 4 ყავისფერი ზაზუნა და 4 ალბინოსი ზაზუნა. თქვენი ზაზუნა ატარებს ალბინოს ალელს?
ა. დიახ
ბ. არა
C. დადგენა შეუძლებელია

3. ვიღაცამ თქვა, რომ თქვენ ფოსტის შთამომავალი ხართ! დედის კეთილშობილების შესანარჩუნებლად, თქვენ გამოიყენებთ ჰიპოთეტურ საცდელ ჯვარს. ფოსტით არის სისხლის ჯგუფი AB. თქვენი დედა არის სისხლის ჯგუფი O (OO). თქვენ ხართ სისხლის ჯგუფი O. ქვემოთ ჩამოთვლილთაგან რომელი არგუმენტი დაამყარებს ჩანაწერს?
ა. ფოსტალიონი უბრალოდ მეგობრული იყო
ბ. თუ ფოსტალიონი არის AB, მას უნდა გადასცეს A ან B ალელი შთამომავლებისთვის
C. ნახეთ, მე უბრალოდ დედაჩემის ზუსტი ასლი ვარ!


ლექსიკა, რომელიც უნდა იცოდეთ თვისებების სიხშირის შესასწავლად

ეს აქტივობა უნდა განხორციელდეს მას შემდეგ, რაც შეისწავლით გენეტიკის რამდენიმე საფუძველს და უკვე იცნობთ შემდეგ ტერმინებს:

  • გენი
  • ალელი
  • გენოტიპი
  • ფენოტიპი
  • ჰომოზიგოტური
  • ჰეტეროზიგოტური
  • სიხშირე
  • დომინანტური
  • რეცესიული
  • მოსახლეობა

მას შემდეგ, რაც თქვენს მოსწავლეს გაეცნობა, თუ როგორ გადაეცემა თვისებები ახალ თაობებს და გაიგებს, თუ როგორ მუშაობს პუნეტის მოედანი, მათ შეუძლიათ ისაუბრონ შთამომავლობაში შთამომავლობაში ნიშან-თვისებების გამოჩენის სიხშირეზე.


შინაარსი

ერთნუკლეოტიდული პოლიმორფიზმი შეიძლება მოხვდეს გენების კოდირების მიმდევრობებში, გენების არაკოდირებულ რეგიონებში ან ინტერგენურ რეგიონებში (რეგიონებს შორის გენებში). კოდირების მიმდევრობის შიგნით SNP სულაც არ ცვლის წარმოებული ცილის ამინომჟავების თანმიმდევრობას, გენეტიკური კოდის გადაგვარების გამო.

კოდირების რეგიონში SNP ორი ტიპისაა: სინონიმური და არასინონიმური SNP. სინონიმური SNP არ ახდენს გავლენას ცილის თანმიმდევრობაზე, ხოლო არასინონიმური SNP ცვლის ცილის ამინომჟავების თანმიმდევრობას.

  • SNP-ები არაკოდირებულ რეგიონებში შეიძლება გამოვლინდეს კიბოს უფრო მაღალი რისკით [11] და შეიძლება გავლენა იქონიოს mRNA სტრუქტურასა და დაავადებისადმი მგრძნობელობაზე. [12] არაკოდირებულ SNP-ებს ასევე შეუძლიათ შეცვალონ გენის ექსპრესიის დონე, როგორც eQTL (გამოხატვის რაოდენობრივი თვისების ლოკუსი).
  • SNP კოდირების რეგიონებში:
      განსაზღვრებით არ იწვევს ცილაში ამინომჟავის ცვლილებას, მაგრამ მაინც შეიძლება გავლენა იქონიოს მის ფუნქციაზე სხვა გზებით. ამის მაგალითი შეიძლება იყოს ერთი შეხედვით ჩუმი მუტაცია მრავალწამლის რეზისტენტობის გენში 1 (MDR1), რომელიც კოდირებს უჯრედულ მემბრანულ ტუმბოს, რომელიც გამოდევნის წამლებს უჯრედიდან, შეუძლია შეანელოს ტრანსლაცია და დაუშვას პეპტიდური ჯაჭვის დაკეცვა უჩვეულო კონფორმაციამდე, რაც იწვევს მუტანტური ტუმბო იყოს ნაკლებად ფუნქციონალური (MDR1 პროტეინში, მაგ. C1236T პოლიმორფიზმი ცვლის GGC კოდონს GGT-ში პოლიპეპტიდის 412-ე ამინომჟავის პოზიციაზე (ორივე კოდირებს გლიცინს) და C3435T პოლიმორფიზმი ცვლის ATC-ს ATT-ში 1145 პოზიციაზე (ორივე იზოლეუკინი აკოდირებს). [13]:
        - ფუძის ერთჯერადი ცვლილება იწვევს ცილის ამინომჟავის ცვლილებას და მის გაუმართაობას, რაც იწვევს დაავადებას (მაგ., LMNA გენში SNP - პოზიცია 1580 (nt) დნმ-ის თანმიმდევრობაში (CGT კოდონი), რაც იწვევს გუანინის ჩანაცვლებას. თიმინი, რომელიც გამოიმუშავებს CTT კოდონს დნმ-ის თანმიმდევრობაში, პროტეინის დონეზე იწვევს არგინინის ჩანაცვლებას ლეიცინით 527 პოზიციაზე, [14] ფენოტიპის დონეზე ეს ვლინდება გადახურვის ქვედა ყბის დისპლაზიით და პროგერიის სინდრომით) – წერტილის მუტაცია დნმ-ის თანმიმდევრობა, რომელიც იწვევს ნაადრევ სტოპ კოდონს, ან ა უაზრო კოდონი ტრანსკრიბირებულ რნმ-ში და შეკვეცილ, არასრულ და ჩვეულებრივ არაფუნქციურ ცილოვან პროდუქტში (მაგ. კისტოზური ფიბროზი გამოწვეული G542X მუტაციით კისტოზური ფიბროზის ტრანსმემბრანული გამტარობის მარეგულირებელი გენში). [15]
  • SNP-ები, რომლებიც არ არიან პროტეინის კოდირებულ რეგიონებში, შეიძლება კვლავ იმოქმედონ გენის შერწყმაზე, ტრანსკრიფციის ფაქტორზე დაკავშირებაზე, მესინჯერ რნმ-ის დეგრადაციაზე ან არაკოდირების რნმ-ის თანმიმდევრობაზე. ამ ტიპის SNP-ით ზემოქმედების ქვეშ მყოფი გენის ექსპრესია მოიხსენიება როგორც eSNP (გამოხატვა SNP) და შეიძლება იყოს გენის ზემოთ ან ქვემოთ.

    335 მილიონზე მეტი SNP იქნა ნაპოვნი ადამიანებში მრავალი პოპულაციისგან. ტიპიური გენომი განსხვავდება ადამიანის საცნობარო გენომისგან 4-დან 5 მილიონამდე ადგილზე, რომელთა უმეტესობა (99.9%-ზე მეტი) შედგება SNP-ებისა და მოკლე ინდელებისგან. [16]

    გენომის ფარგლებში რედაქტირება

    SNP-ების გენომიური განაწილება არ არის ერთგვაროვანი. გენეტიკური ადაპტაცია. [17] სხვა ფაქტორები, როგორიცაა გენეტიკური რეკომბინაცია და მუტაციის სიჩქარე, ასევე შეუძლია განსაზღვროს SNP სიმკვრივე. [18]

    SNP სიმკვრივის პროგნოზირება შესაძლებელია მიკროსატელიტების არსებობით: განსაკუთრებით AT მიკროსატელიტები არიან SNP სიმკვრივის მძლავრი პროგნოზირებადი, გრძელი (AT)(n) განმეორებითი ტრაქტატებით, როგორც წესი, გვხვდება მნიშვნელოვნად შემცირებული SNP სიმკვრივის და დაბალი GC შემცველობის რეგიონებში. [19]

    პოპულაციის ფარგლებში რედაქტირება

    არსებობს ვარიაციები ადამიანთა პოპულაციებს შორის, ამიტომ SNP ალელი, რომელიც გავრცელებულია ერთ გეოგრაფიულ ან ეთნიკურ ჯგუფში, შეიძლება ბევრად უფრო იშვიათი იყოს მეორეში. თუმცა, ვარიაციის ეს ნიმუში შედარებით იშვიათია 67.3 მილიონი SNP-ის გლობალურ ნიმუშში, ადამიანის გენომის მრავალფეროვნების პროექტში.

    ვერ მოიძებნა ისეთი კერძო ვარიანტები, რომლებიც ფიქსირდება მოცემულ კონტინენტზე ან მთავარ რეგიონში. ყველაზე მაღალი სიხშირეები მიღწეულია რამდენიმე ათეული ვარიანტით, რომელიც არის >70% (და რამდენიმე ათასი >50%) აფრიკაში, ამერიკასა და ოკეანიაში. ამის საპირისპიროდ, ყველაზე მაღალი სიხშირის ვარიანტები კერძო ევროპაში, აღმოსავლეთ აზიაში, ახლო აღმოსავლეთში ან ცენტრალურ და სამხრეთ აზიაში აღწევს მხოლოდ 10-დან 30%-მდე. [20]

    პოპულაციაში, SNP-ებს შეიძლება მიენიჭოს მცირე ალელური სიხშირე - ყველაზე დაბალი ალელური სიხშირე ლოკუსში, რომელიც შეინიშნება კონკრეტულ პოპულაციაში. [21] ეს უბრალოდ ორი ალელის სიხშირედან მცირეა ერთნუკლეოტიდული პოლიმორფიზმისთვის.

    ამ ცოდნით მეცნიერებმა შეიმუშავეს ახალი მეთოდები ნაკლებად შესწავლილ სახეობებში პოპულაციის სტრუქტურების ანალიზში. [22] [23] [24] გაერთიანების ტექნიკის გამოყენებით ანალიზის ღირებულება მნიშვნელოვნად შემცირდება. [ საჭიროა ციტატა ] ეს ტექნიკა ეფუძნება პოპულაციის თანმიმდევრობას გაერთიანებულ ნიმუშში, ნაცვლად პოპულაციის თითოეული ინდივიდის თავისთავად თანმიმდევრობით. ახალი ბიოინფორმატიკის ხელსაწყოებით შესაძლებელია პოპულაციის სტრუქტურის, გენების ნაკადის და გენების მიგრაციის გამოკვლევის შესაძლებლობა მთელ პოპულაციაში ალელური სიხშირეების დაკვირვებით. ამ პროტოკოლებით შესაძლებელია SNP-ების უპირატესობების გაერთიანება მიკრო სატელიტური მარკერებით. [25] [26] თუმცა, პროცესში არის დაკარგული ინფორმაცია, როგორიცაა კავშირის უთანასწორობა და ზიგოზური ინფორმაცია.

      შეუძლია განსაზღვროს არის თუ არა გენეტიკური ვარიანტი ასოცირებული დაავადებასთან ან თვისებასთან. [27]
    • ტეგი SNP არის წარმომადგენლობითი ერთნუკლეოტიდური პოლიმორფიზმი გენომის რეგიონში მაღალი კავშირის დისბალანსით (ალელების არა შემთხვევითი ასოციაცია ორ ან მეტ ლოკუსზე). Tag SNP-ები სასარგებლოა მთელი გენომის SNP ასოციაციის კვლევებში, რომელშიც ასობით ათასი SNP გენოტიპირებულია მთელ გენომში. რუქა: ალელების ან დნმ-ის თანმიმდევრობების კომპლექტი შეიძლება დაჯგუფდეს ისე, რომ ერთმა SNP-მა შეძლოს მრავალი დაკავშირებული SNP-ის იდენტიფიცირება. (LD), ტერმინი, რომელიც გამოიყენება პოპულაციის გენეტიკაში, მიუთითებს ალელების არა შემთხვევით ასოციაციაზე ორ ან მეტ ლოკუსზე, არ არის აუცილებელი ერთსა და იმავე ქრომოსომაზე. ეს ეხება ფენომენს, რომ SNP ალელი ან დნმ-ის თანმიმდევრობა, რომლებიც ერთმანეთთან ახლოს არის გენომში, როგორც წესი, ერთად მემკვიდრეობით მიიღება. LD-ზე შეიძლება გავლენა იქონიოს ორმა პარამეტრმა (სხვა ფაქტორებთან ერთად, როგორიცაა მოსახლეობის სტრატიფიკაცია): 1) მანძილი SNP-ებს შორის [რაც უფრო დიდია მანძილი, მით უფრო დაბალია LD]. 2) რეკომბინაციის სიჩქარე [რაც უფრო დაბალია რეკომბინაციის სიჩქარე, მით უფრო მაღალია LD]. [28]

    მნიშვნელობა რედაქტირება

    ადამიანების დნმ-ის თანმიმდევრობის ცვალებადობამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს იმაზე, თუ როგორ ვითარდება ადამიანები დაავადებებს და რეაგირებენ პათოგენებზე, ქიმიკატებზე, წამლებზე, ვაქცინებზე და სხვა აგენტებზე. SNP ასევე მნიშვნელოვანია პერსონალიზებული მედიცინისთვის. [29] მაგალითები მოიცავს ბიოსამედიცინო კვლევას, სასამართლო ექსპერტიზას, ფარმაკოგენეტიკას და დაავადების გამომწვევ მიზეზებს, როგორც ეს მოცემულია ქვემოთ.

    კლინიკური კვლევა რედაქტირება

    SNP-ების ყველაზე დიდი მნიშვნელობა კლინიკურ კვლევაში არის გენომის რეგიონების შედარება კოჰორტებს შორის (როგორიცაა შესატყვისი კოჰორტები დაავადებით და დაავადების გარეშე) გენომის ფართო ასოციაციის კვლევებში. SNP გამოიყენებოდა გენომის მასშტაბური ასოციაციის კვლევებში, როგორც მაღალი გარჩევადობის მარკერები გენის რუკებში, რომლებიც დაკავშირებულია დაავადებებთან ან ნორმალურ მახასიათებლებთან. [30] SNP-ები ფენოტიპზე შესამჩნევი ზემოქმედების გარეშე (ე.წ. ჩუმი მუტაციები) ჯერ კიდევ სასარგებლოა გენეტიკური მარკერების სახით გენომის მასშტაბურ ასოციაციურ კვლევებში, მათი რაოდენობისა და თაობების განმავლობაში სტაბილური მემკვიდრეობის გამო. [31]

    სასამართლო ექსპერტიზის რედაქტირება

    SNP ისტორიულად გამოიყენებოდა სასამართლო დნმ-ის ნიმუშის ეჭვმიტანილთან შესატყვისად, მაგრამ მოძველდა STR-ზე დაფუძნებული დნმ-ის თითის ანაბეჭდის მოწინავე ტექნიკის გამო. თუმცა, შემდეგი თაობის თანმიმდევრობის (NGS) ტექნოლოგიის განვითარებამ შეიძლება უფრო მეტი შესაძლებლობა მისცეს SNP-ების გამოყენებას ფენოტიპურ მინიშნებებში, როგორიცაა ეთნიკური კუთვნილება, თმის ფერი და თვალის ფერი შესატყვისობის კარგი ალბათობით. ეს შეიძლება დამატებით იქნას გამოყენებული სახის რეკონსტრუქციის სიზუსტის გასაზრდელად ინფორმაციის მიწოდებით, რომელიც სხვაგვარად შეიძლება იყოს უცნობი და ეს ინფორმაცია შეიძლება გამოყენებულ იქნას ეჭვმიტანილების იდენტიფიცირებაში, თუნდაც STR დნმ პროფილის შესატყვისი გარეშე.

    SNP-ების წინააღმდეგ STR-ების გამოყენების ზოგიერთი მინუსი არის ის, რომ SNP-ები იძლევა ნაკლებ ინფორმაციას, ვიდრე STR-ები და, შესაბამისად, მეტი SNP არის საჭირო ანალიზისთვის, სანამ შესაძლებელი გახდება ეჭვმიტანილის პროფილის შექმნა. გარდა ამისა, SNP-ები დიდწილად ეყრდნობიან მონაცემთა ბაზის არსებობას ნიმუშების შედარებითი ანალიზისთვის. თუმცა, დეგრადირებული ან მცირე მოცულობის ნიმუშების შემთხვევაში, SNP ტექნიკა შესანიშნავი ალტერნატივაა STR მეთოდებისთვის. SNP-ებს (STR-ებისგან განსხვავებით) აქვთ პოტენციური მარკერების სიმრავლე, შეიძლება იყოს სრულად ავტომატიზირებული და საჭირო ფრაგმენტის სიგრძის შესაძლო შემცირება 100bp-ზე ნაკლებამდე.[26]

    ფარმაკოგენეტიკის რედაქტირება

    ზოგიერთი SNP დაკავშირებულია სხვადასხვა წამლის მეტაბოლიზმთან. [32] [33] SNP შეიძლება იყოს მუტაციები, როგორიცაა წაშლა, რომელსაც შეუძლია დათრგუნოს ან ხელი შეუწყოს ფერმენტულ აქტივობას. ინფექციური დაავადებები (შიდსი, კეთრი, ჰეპატიტი და ა.შ.) აუტოიმუნური, ნეიროფსიქიატრიული და მრავალი სხვა დაავადება სხვადასხვა SNP-ებით შეიძლება გახდეს წამლის თერაპიის შესაბამისი ფარმაკოგენომიური სამიზნეები. [35]

    დაავადების რედაქტირება

    ერთმა SNP-მა შეიძლება გამოიწვიოს მენდელის დაავადება, თუმცა რთული დაავადებების შემთხვევაში, SNP ჩვეულებრივ არ ფუნქციონირებს ინდივიდუალურად, პირიქით, ისინი მუშაობენ კოორდინირებულად სხვა SNP-ებთან, რათა გამოავლინონ დაავადება, როგორიცაა ოსტეოპოროზი.[33] ამ სფეროში ერთ-ერთი ადრეული წარმატება იყო APOC3-ის (აპოლიპოპროტეინის C3 გენი) არაკოდირებულ რეგიონში ერთი ბაზის მუტაციის აღმოჩენა, რომელიც დაკავშირებულია ჰიპერტრიგლიცერიდემიისა და ათეროსკლეროზის უფრო მაღალ რისკებთან.[34]. SNP-ებით გამოწვეული ზოგიერთი დაავადება მოიცავს რევმატოიდულ ართრიტს, კრონის დაავადებას, ძუძუს კიბოს, ალცჰეიმერის და ზოგიერთ აუტოიმუნურ დარღვევას. ფართომასშტაბიანი ასოციაციის კვლევები ჩატარდა პოპულაციაში დამატებითი დაავადების გამომწვევი SNP-ების აღმოჩენის მიზნით, მაგრამ მათი დიდი რაოდენობა ჯერ კიდევ უცნობია.

      და rs6313 არის SNP-ები სეროტონინის 5-HT2A რეცეპტორის გენში ადამიანის მე-13 ქრომოსომაზე. [36]
    • SNP-ში F5 გენი იწვევს ლეიდენის V ფაქტორის თრომბოფილიას.[37] არის ტრიალელური SNP-ის მაგალითი CRP გენში ადამიანის 1 ქრომოსომაზე. [38] კოდირებს PTC დეგუსტაციის უნარს და შეიცავს 6 ანოტირებულ SNP-ს. [39]
    • rs148649884 და rs138055828 ში FCN1 გენი, რომელიც აკოდირებს M-ficolin-ს, აფერხებს რეკომბინანტული M-ficolin-ის ლიგანდის შეკავშირების შესაძლებლობას. [40]
    • ინტრონიკული SNP დნმ-ის შეუსაბამობის აღდგენის გენში PMS2 (rs1059060, Ser775Asn) ასოცირდება სპერმის დნმ-ის დაზიანებასთან და მამაკაცის უნაყოფობის რისკთან. [41]

    როგორც გენებისთვის, ბიოინფორმატიკის მონაცემთა ბაზები არსებობს SNP-ებისთვის.

    • dbSNP არის ბიოტექნოლოგიური ინფორმაციის ეროვნული ცენტრის (NCBI) SNP მონაცემთა ბაზა. 2015 წლის 8 ივნისის მდგომარეობით [განახლება], dbSNP ჩამოთვლილი იყო 149,735,377 SNP ადამიანებში. [42][43]
    • ქავიარი[44] არის SNP-ების კომპენდიუმი მრავალი მონაცემთა წყაროდან, მათ შორის dbSNP.
    • SNPedia არის ვიკი სტილის მონაცემთა ბაზა, რომელიც მხარს უჭერს პერსონალური გენომის ანოტაციას, ინტერპრეტაციას და ანალიზს.
    • The OMIM მონაცემთა ბაზა აღწერს კავშირს პოლიმორფიზმებსა და დაავადებებს შორის (მაგ., მოცემულია დაავადებები ტექსტის სახით)
    • dbSAP - ერთი ამინომჟავის პოლიმორფიზმის მონაცემთა ბაზა ცილის ვარიაციის გამოვლენისთვის [45]
    • ადამიანის გენის მუტაციების მონაცემთა ბაზა გთავაზობთ გენურ მუტაციებს, რომლებიც იწვევენ ან ასოცირდება ადამიანის მემკვიდრეობით დაავადებებთან და ფუნქციურ SNP-ებთან.
    • საერთაშორისო HapMap პროექტი, სადაც მკვლევარები იდენტიფიცირებენ Tag SNP-ებს, რათა შეძლონ თითოეულ სუბიექტში არსებული ჰაპლოტიპების კრებულის დადგენა. მომხმარებლებს საშუალებას აძლევს ვიზუალურად გამოიკვლიონ ფაქტობრივი შემაჯამებელი დონის ასოციაციის მონაცემები ერთი ან მეტი გენომის მასშტაბური ასოციაციის კვლევებში.

    საერთაშორისო SNP Map-ის სამუშაო ჯგუფმა მოახდინა თითოეული SNP-ის ფლანგური თანმიმდევრობის რუკა Genebank-ში დიდი ჩასმული კლონების გენომიურ თანმიმდევრობასთან გასწორებით. ეს გასწორებები გადაკეთდა ქრომოსომულ კოორდინატებად, რომლებიც ნაჩვენებია ცხრილში 1. [46] ეს სია მნიშვნელოვნად გაიზარდა მას შემდეგ, რაც, მაგალითად, Kaviar მონაცემთა ბაზაში ახლა ჩამოთვლილია 162 მილიონი ერთი ნუკლეოტიდის ვარიანტები (SNV).

    ქრომოსომა სიგრძე (bp) ყველა SNP TSC SNP-ები
    სულ SNP-ები კბ SNP-ზე სულ SNP-ები კბ SNP-ზე
    1 214,066,000 129,931 1.65 75,166 2.85
    2 222,889,000 103,664 2.15 76,985 2.90
    3 186,938,000 93,140 2.01 63,669 2.94
    4 169,035,000 84,426 2.00 65,719 2.57
    5 170,954,000 117,882 1.45 63,545 2.69
    6 165,022,000 96,317 1.71 53,797 3.07
    7 149,414,000 71,752 2.08 42,327 3.53
    8 125,148,000 57,834 2.16 42,653 2.93
    9 107,440,000 62,013 1.73 43,020 2.50
    10 127,894,000 61,298 2.09 42,466 3.01
    11 129,193,000 84,663 1.53 47,621 2.71
    12 125,198,000 59,245 2.11 38,136 3.28
    13 93,711,000 53,093 1.77 35,745 2.62
    14 89,344,000 44,112 2.03 29,746 3.00
    15 73,467,000 37,814 1.94 26,524 2.77
    16 74,037,000 38,735 1.91 23,328 3.17
    17 73,367,000 34,621 2.12 19,396 3.78
    18 73,078,000 45,135 1.62 27,028 2.70
    19 56,044,000 25,676 2.18 11,185 5.01
    20 63,317,000 29,478 2.15 17,051 3.71
    21 33,824,000 20,916 1.62 9,103 3.72
    22 33,786,000 28,410 1.19 11,056 3.06
    X 131,245,000 34,842 3.77 20,400 6.43
    21,753,000 4,193 5.19 1,784 12.19
    RefSeq 15,696,674 14,534 1.08
    ჯამები 2,710,164,000 1,419,190 1.91 887,450 3.05

    SNP-ების ნომენკლატურა მოიცავს რამდენიმე ვარიაციას ცალკეული SNP-ისთვის, თუმცა არ გააჩნია საერთო კონსენსუსი.

    rs### სტანდარტი არის ის, რაც მიღებულია dbSNP-ის მიერ და იყენებს პრეფიქსს "rs", "მინიშნება SNP"-სთვის, რასაც მოჰყვება უნიკალური და თვითნებური რიცხვი. [47] SNP-ებს ხშირად მოიხსენიებენ მათი dbSNP rs ნომრით, როგორც ზემოთ მოცემულ მაგალითებში.

    ადამიანის გენომის ვარიაციის საზოგადოება (HGVS) იყენებს სტანდარტს, რომელიც მეტ ინფორმაციას გადმოსცემს SNP-ის შესახებ. მაგალითებია:

    • c.76A>T: "c." კოდირების რეგიონისთვის, რასაც მოჰყვება რიცხვი ნუკლეოტიდის პოზიციისთვის, რასაც მოჰყვება ნუკლეოტიდის ერთასოიანი აბრევიატურა (A, C, G, T ან U), რასაც მოჰყვება მეტი ნიშანი (">") ჩანაცვლება, რასაც მოჰყვება ნუკლეოტიდის აბრევიატურა, რომელიც ცვლის პირველს [48][49][50]
    • გვ.Ser123Arg: "გვ." პროტეინისთვის, რასაც მოჰყვება ამინომჟავის სამასოიანი აბრევიატურა, რასაც მოჰყვება რიცხვი ამინომჟავის პოზიციისთვის, რასაც მოჰყვება ამინომჟავის აბრევიატურა, რომელიც ცვლის პირველს. [51]

    SNP-ები ადვილად შეიძლება შეფასდეს, რადგან შეიცავს მხოლოდ ორ შესაძლო ალელს და სამ შესაძლო გენოტიპს, რომლებიც მოიცავს ორ ალელს: ჰომოზიგოტური A, ჰომოზიგოტური B და ჰეტეროზიგოტური AB, რაც იწვევს ანალიზის მრავალ შესაძლო ტექნიკას. ზოგიერთ მათგანს მიეკუთვნება: დნმ-ის თანმიმდევრობა კაპილარული ელექტროფორეზის მასის სპექტრომეტრია ერთჯაჭვიანი კონფორმაციის პოლიმორფიზმი (SSCP) ერთი ბაზის გაფართოების ელექტროქიმიური ანალიზი დენატურირებული HPLC და გელის ელექტროფორეზის შეზღუდვის ფრაგმენტის სიგრძის პოლიმორფიზმი და ჰიბრიდიზაციის ანალიზი.


    ალელები: მნიშვნელობა, მახასიათებლები და ტესტი | გენეტიკა

    გენის ალტერნატიული ფორმა ცნობილია როგორც ალელი. ალელები ორი ტიპისაა, ანუ დომინანტური და რეცესიული ან ველური და მუტანტის ტიპი. მენდელმა აღმოაჩინა გენის მხოლოდ ორი ფორმა იმ შვიდივე პერსონაჟისთვის, რომლებიც მან ბაღის ბარდაში შეისწავლა.

    მოგვიანებით დაფიქსირდა, რომ ზოგიერთ შემთხვევაში გენს ჰქონდა ორზე მეტი ალელური ფორმა. ლოკუსზე ორზე მეტი ალელის არსებობა მოიხსენიება როგორც მრავალჯერადი ალელი. მრავალი ალელის არსებობა ამ ალელების მქონე პერსონაჟს ცვალებადობას მატებს.

    ალელების ძირითადი მახასიათებლები:

    ალელებს აქვთ რამდენიმე მნიშვნელოვანი მახასიათებელი, რომლებიც მოკლედ არის წარმოდგენილი ქვემოთ:

    1. ალელები გენის ალტერნატიული ფორმებია. ისინი იკავებენ ერთსა და იმავე ადგილს კონკრეტულ ქრომოსომაზე.

    2. ალელები განაგებენ ინდივიდის ერთსა და იმავე ხასიათს.

    3. ჰაპლოიდურ უჯრედს აქვს ალელის ერთი ასლი, დიპლოიდი ორი და პოლიპლოიდი ორზე მეტი სიმბოლოსთვის.

    4. ინდივიდს შეიძლება ჰქონდეს იდენტური ალელები ჰომოლოგიური ქრომოსომების შესაბამის ლოკუსზე (ჰომოზიგოტური) ან ორი განსხვავებული ალელი (ჰეტეროზიგოტური).

    5. ალელები შეიძლება იყოს დომინანტური და რეცესიული ტიპები ან ველური და მუტანტური ტიპები.

    მრავალი ალელის ძირითადი მახასიათებლები:

    მრავალი ალელის მნიშვნელოვანი მახასიათებლები მოცემულია ქვემოთ:

    1. მრავალი ალელი ყოველთვის ერთსა და იმავე ადგილს მიეკუთვნება და ერთი ალელი იმყოფება ლოკუსში ერთდროულად ქრომოსომაში.

    2. მრავალი ალელი ყოველთვის აკონტროლებს ინდივიდის ერთსა და იმავე ხასიათს. თუმცა, პერსონაჟის გამოხატულება განსხვავებული იქნება არსებული ალელის მიხედვით.

    3. მრავალჯერადი ალელური სერიების გადაკვეთა არ ხდება. თუ ჯვარში ჩართულია ორი ალელი, იგივე ორი ალელი აღდგება F-ში2 ან შეამოწმეთ ჯვარედინი შთამომავლობა. ეს ეფუძნება გენის კლასიკურ კონცეფციას, რომლის მიხედვითაც გადაკვეთა ხდება გენს შორის, მაგრამ არა გენის შიგნით.

    4. მრავალჯერადი ალელის სერიაში ველური ტიპი ყოველთვის დომინანტია. სერიის დანარჩენმა ალელებმა შეიძლება აჩვენონ დომინირება ან შუალედური ფენოტიპური გამოხატულება, როდესაც ორი ალელი ჩართულია ჯვარში.

    5. ორ მუტანტ ალელს შორის ჯვარი ყოველთვის წარმოშობს მუტანტის ფენოტიპს (შუალედს). ასეთი ჯვარი არასოდეს წარმოშობს ველურ ფენოტიპს. სხვაგვარად რომ ვთქვათ, მრავალი ალელი არ აჩვენებს კომპლემენტაციას.

    ტესტი ალელიზმისთვის:

    არსებობს ორი ტიპის ტესტები, რომლებიც გამოიყენება ალელიზმისთვის, ეს არის რეკომბინაციის ტესტი და კომპლემენტაციის ტესტი.

    ისინი მოკლედ განიხილება ქვემოთ:

    1. რეკომბინაციის ტესტი:

    ადრე ითვლებოდა, რომ რეკომბინაცია შეიძლება მოხდეს ორ გენს შორის, მაგრამ არა გენში. ამრიგად, თუ ორ მუტანტს შორის ჯვარედინი ამბობს მ11 და მ22 წარმოქმნის ველურ ტიპს საცდელ ჯვარში ან F-ში2 შემდეგ მ1 და მ2 განიხილება როგორც არაალელური, რადგან ველური ტიპის წარმოება შეუძლებელია რეკომბინაციის გარეშე.

    თუ ველური ტიპი არ ჩანს სატესტო ჯვარში ან F2 შემდეგ მ1 და მ2 განიხილება ალელური ფორმები. ახლა ბევრ ორგანიზმში დაფიქსირდა ინტრაგენური რეკომბინაცია. ამიტომ ეს კონცეფცია აღარ არის მართებული.

    2. კომპლემენტაციის ტესტი:

    ალელები შეიძლება განლაგდეს ორი გზით, ანუ ცის პოზიცია და ტრანს პოზიცია (ნახ. 13.1). როდესაც ორი ველური ალელი განლაგებულია ერთ ქრომოსომაში და მათი მუტანტური ალელები ჰომოლოგიურ ქრომოსომებში (++/ab), ეს ცნობილია როგორც ცის-განლაგება.

    ამრიგად, ცის პოზიციაში ალელები დაკავშირებულია დაწყვილების ფაზაში. მეორეს მხრივ, როდესაც ერთი ველური და ერთი მუტანტის ტიპის ალელები განლაგებულია თითოეულ ჰომოლოგიურ ქრომოსომაში (+a/+b), ეს ცნობილია, როგორც ტრანს პოზიცია ან ალელების მოგერიების ფაზა.

    კომპლემენტაცია ეხება ველური ფენოტიპის გამოჩენას ორი მუტანტის გადაკვეთისას. კომპლემენტაციის ტესტი გამოიყენება იმის დასადგენად, ეკუთვნის თუ არა ორი მუტანტური ალელი ერთსა და იმავე გენს ან ორ განსხვავებულ გენს. თუ არსებობს კომპლემენტაცია, მუტანტები განლაგებულია სხვადასხვა გენში, წინააღმდეგ შემთხვევაში ისინი განლაგებულია იმავე გენში.

    ოლივერმა 1940 წელს პირველად აჩვენა, რომ ინტრაგენური რეკომბინაცია მოხდა დროზოფილას Lozenge გენში. ორი მუტანტური ალელი ითვლება ერთსა და იმავე გენს, თუ მათი ცის ჰეტეროზიგოტები წარმოქმნიან ველურ ტიპს, ხოლო ტრანსჰეტეროზიგოტები იწვევს მუტანტის ტიპს.

    თუ მათი ტრანს და ცის ჰეტეროზიგოტები იწვევს ველური ტიპის განვითარებას, მუტანტური ალელები განლაგებულია ორ განსხვავებულ გენში. ამრიგად, ცის-ტრანს ტესტი ალელიზმის უფრო საიმედო ტესტია.

    მრავალი ალელის მაგალითები:

    მრავალი ალელის და ფსევდო ალელის რამდენიმე შემთხვევა ცნობილია როგორც ცხოველებში, ასევე მცენარეებში.

    მრავალი ალელის ზოგიერთი ცნობილი შემთხვევა მოიცავს:

    (2) ფრთის ტიპი დროზოფილაში,

    (3) თვალის ფერი დროზოფილაში,

    (4) მცენარეებში თვითშეთავსებადი ალელები,

    (5) ABO სისხლის ჯგუფი ადამიანში და ა.შ. ახლა ითვლება, რომ გენების უმეტესობას აქვს მრავალი ალელი, თუ ჩატარდება სიღრმისეული გამოკვლევა.

    1. ბეწვის ფერი კურდღლებში:

    ბეწვის ფერი კურდღლებში არის მრავალი ალელის ცნობილი მაგალითი. კურდღლებში ბეწვის ფერი ოთხი ტიპისაა: აგუტი, ჩინჩილა, ჰიმალაური და ალბინოსი.

    ეს მოკლედ არის აღწერილი ქვემოთ:

    მას აქვს სრული ფერი და ასევე ცნობილია როგორც ველური ტიპი. ეს ფერი დომინანტურია ყველა დარჩენილ ფერზე და წარმოქმნის აგუტის ფერს F-ში1 და 3: 1 თანაფარდობა F-ში2 კურდღლებში დანარჩენ სამ ფერთან შეჯვარებისას (ცხრილი 13.1). ეს ფერი წარმოდგენილია C.

    ეს უფრო მსუბუქია ვიდრე აგუტი. ეს ფერი დომინანტურია ჰიმალაის და ალბინოსის მიმართ და აწარმოებს ჩინჩილას F-ში1 და 3: 1 თანაფარდობა F-ში2 ჰიმალაის ან ალბინოსის შეჯვარებისას. ეს წარმოდგენილია c ch.

    ძირითადი სხეული თეთრია, ხოლო ყურის, ფეხების, კუდისა და ყნოსვის ბოლოები ფერადი. ეს ფერი დომინანტურია ალბინოსზე და აწარმოებს 3: 1 თანაფარდობას F-ში2 ალბინოსთან შეჯვარებისას. ეს წარმოდგენილია c h-ით.

    მას აქვს სუფთა თეთრი ბეწვის ფერი და რეცესიულია ყველა სხვა ტიპისთვის. ეს წარმოდგენილია გ.

    ამრიგად, კურდღლებში ბეწვის ფერის დომინირების რიგი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად:

    ამრიგად, კურდღლებში ბეწვის ფერის ცვალებადობა განპირობებულია ერთი გენის მრავალჯერადი ალელებით c.

    2. ფრთის ტიპი დროზოფილაში:

    შეინიშნება დროზოფილას ფრთის ტიპის ფართო ცვალებადობა. დროზოფილაში არის ხუთი ტიპის ფრთა, ესენია: ნორმალური, ჩახლეჩილი, ჩაჭრილი, სამაჯური და ვესტიგიალური ფრთები. ფრთის ზომა მცირდება ყველა ტიპში. ფრთის ზომის ეს ცვალებადობა განიხილება იმავე გენის მრავალი ალელის გამო.

    ველური ტიპი დომინანტურია ყველა სხვა სახეობაზე. ფრთების სხვა ტიპებს შორის ჯვრები ავლენს შუალედურ გამოხატულებას F-ში1 და 1:2:1 სეგრეგაცია F-ში2. ჩახლეჩილი ფრთები კიდეზეა ჩაჭრილი, თასმის ფრთები ძალიან ვიწროა და ვესტიგიური ფრთები მინიატურული ზომით.

    Drosophila-ში ფრთების ზომის დომინირების და გენის სიმბოლოს თანმიმდევრობა მოცემულია ქვემოთ:

    ფრთების ეს ზომები შეინიშნება, როდესაც ინდივიდები ჰომოზიგოტურ მდგომარეობაში არიან. ჰეტეროზიგოტურ მდგომარეობაში გამოხატულება შუალედური ტიპისაა. ველური ტიპი დომინანტურია ყველა სხვა სახეობაზე.

    3. თვალის ფერი დროზოფილაში:

    დროზოფილაში თვალის ველური ფერი წითელია. დროზოფილაში თვალის ფერის ფართო ცვალებადობაა. პირველად აღმოაჩინეს თეთრი თვალის მუტანტი, მოგვიანებით კი დაფიქსირდა თვალის რამდენიმე სხვა ფერი. The main eye colours include, wild, white, cherry, blood, eosin, apricot, ivory and cream.

    The wild-colour is dominant over all other eye colours and exhibit 3 : 1 ratio in F2 თაობა. The cross between individuals of other eye colour exhibits intermediate expression in F1 and true expression only in homozygous condition.

    The gene symbol and dominance order of various eye colours are given below:

    This variation in eye colour was initially considered to be due to multiple alleles of the same gene. However, later on it was found to be due to pseudo-alleles.

    4. Self-Incompatibility Alleles in Plants:

    The most common example of multiple alleles in plants is the series of self-incompatibility alleles. Such alleles were reported in Nicotiana and later on they were found in several other plant species like Brassica, radish, tomato, potato, etc. In these species, self-incompatibility is governed by a single gene S which has multiple alleles, viz., S 1 , S 2 , S 3 , S 4 and so on.

    Now cases of digenic and trigenic self-incompatibility have also been reported. In evening primrose 37 and in red clover 41 alleles of self-incompatibility have been reported.

    Crosses between individuals having self-incompatibility alleles will lead to three types of situations as given below:

    ა. Fully Sterile:

    When both male female have similar alleles, viz., S 1 S 2 x S 1 S 2 the cross will be incompatible and there will be no seed setting.

    ბ. Partially Fertile:

    Such crosses are obtained when male and female plants differ for one allele, viz., S 1 S 2 x S 1 S 3 . This cross will produces, S 1 S 3 and S 2 S 3 progeny. In other words, half of the progeny will be fertile.

    გ. Fully Fertile:

    The fully fertile crosses are obtained when male and female plants differ in respect of both alleles, viz., S 1 S 2 x S 3 S 4 . This cross will produce four fertile genotypes, viz., S 1 S 3 , S 1 S 4 , S 2 S 3 and S 2 S 4 . Thus, plants which have self-incompatibility alleles are always heterozygous for this gene.

    5. ABO Blood Group in Man:

    ABO blood group is a good example of multiple alleles in man. The ABO blood group in man was first discovered by Landsteiner in 1900. Before dealing with ABO blood group, it is essential to define antigen and antibodies.

    It is a type of protein which is commonly referred to as immunoglobin. It is usually found in the serum or plasma. The presence of antibody can be demonstrated by its specific reaction with an antigen.

    An antigen refers to a substance or agent which, when introduced into the system of a vertebrate animal like cow, goat, rabbit, man, etc. induces the production of specific antibody which binds specifically to this substance.

    Antigens are located in the red blood corpuscles (RBC). If a person has an antigen in his RBCs, his serum has usually natural antibodies against the other antigen. In human RBC two types of antigens, viz., A and B are present.

    Depending upon the presence and absence of antigen A and B, the blood group in human is of four types, viz., A, B, AB and O. A person with blood group A has antigen A on the surface of RBCs persons with blood group B will have antigen B those with blood group AB have antigens A and B and those with blood group O have no antigen on the surface of their RBCs (Table 13.2).

    Recent studies have demonstrated that antigen A and B are not proteins, they are rather special types of carbohydrates. Antigen A is galactosamine and B is galactose. Antibodies B, A, none and AB are naturally present in the serum of individuals having A, B, AB and O blood group, respectively. The agglutination or coagulation of RBCs leads to clotting of blood due to interaction between antigen and antibody.

    The blood group B cannot be transferred to an individual having blood group A, because the recipient has antibody against antigen B, which is present on the RBCs of blood group B. Similarly, reverse transfusion of blood is also not possible. The blood group AB does not have antibody against antigen A and B. Hence, individuals with AB blood group can accept all types of blood, viz., A, B, AB and O.

    Such individuals are known as universal acceptors or recipients. The O blood group does not have any antigen and has antibody against antigen A and B, it cannot accept blood group other then O. Individuals with blood group O are known as universal donors, because transfusion of blood group O is possible with all the four blood types.

    The consideration of Rh (rhesus) type is important in blood transfusion. Each blood group has generally two types of Rh group, viz., positive and negative. The same type of Rh is compatible for blood transfusion. Opposite type leads to reaction resulting in death of the recipient.

    These are only few examples of multiple alleles. Now it is believed that multiple alleles are present almost for all genes, but they can be identified, if in depth studies are made.

    Pseudoalleles refer to closely linked and functionally related genes. A cluster of pseudoalleles is known as pseudoallele series or a complex locus or a complex region.

    Main characteristics of pseudoalleles are given below:

    1. Pseudoalleles govern different expressions of the same character. In other words, they are functionally related.

    2. Pseudoalleles are considered to occupy a complex locus which is divided into sub loci. Thus, they occupy different positions, but on the same complex locus.

    3. They exhibit low frequency of genetic recombination by crossing over. In other words, crossing over occurs between pseudoalleles, but at a very low frequency.

    4. They exhibit cis-trans position effect. In trans heterozygotes such mutants produce mutant phenotype, but in cis-heterozygotes they produce a wild phenotype.

    Examples of Pseudoalleles:

    There are several examples of pseudoalleles. The well-known examples are lozenge gene and star asteroid in Drosophila.

    These are briefly described below:

    1. Lozenge Eye in Drosophila:

    Green and Green (1949) studied lozenge locus in Drosophila. The mutant gene produces eye with glossy smooth surface. Several alleles of lozenge gene were identified and all mapped at one locus. All heterozygotes carrying two different mutants were lozenge in phenotype.

    But progeny of such heterozygotes produced wild type recombinants at a frequency much higher than expected spontaneous mutation. This indicated that Iz1 and Iz2 were pseudoalleles.

    Pseudo­alleles are closely linked genes which have similar phenotypic effects but can still be recombined with each other. The recombination between pseudoalleles is very rare. Such alleles are considered to be occupying a complex locus divided into sub loci between which recombination can occur.

    Iz1 +/ Iz2 + Trans-heterozygote (mutant phenotype)

    Iz1Iz2 /+ + Cis-heterozygote (wild phenotype)

    2. Star Asteroid Eye in Drosophila:

    Star (S) is a dominant mutant which produces slightly smaller eye than wild type in S/+ flies. Asteroid (ast) is a recessive mutant which gives much smaller eye in homozygotes (ast/ast). The S/ast heterozygotes have still smaller eyes.

    Thus the order of eye size is as given below:

    The S and ast map in the same region. From the cross between star and asteriod (Star x asteriod), 16 wild type flies were recovered in a population of 57,000. This indicated intragenic recombination between S and ast which could produce wild type. Hence, these S and ast alleles are called pseudoalleles.

    Thus, studies of pseudoalleles provided strong evidences in favour of intragenic recombination. A pseudoallele complex locus has several units of function, mutation and recombination. It means that a gene can be divided into sub units.

    An allele which is similar in its phenotypic expression to that of other independently occurring allele is known as isoallele. In other words, isoalleles are those alleles which act within the same phenotypic range of each other.

    Isoalleles are of two type as given below:

    1. Mutant Isoalleles. Such alleles act within the phenotypic range of a mutant character.

    2. Normal Isoalleles. Such alleles act within the phenotypic range of a wild character.


    Sequenza: allele-specific copy number and mutation profiles from tumor sequencing data

    ფონი: Exome or whole-genome deep sequencing of tumor DNA along with paired normal DNA can potentially provide a detailed picture of the somatic mutations that characterize the tumor. However, analysis of such sequence data can be complicated by the presence of normal cells in the tumor specimen, by intratumor heterogeneity, and by the sheer size of the raw data. In particular, determination of copy number variations from exome sequencing data alone has proven difficult thus, single nucleotide polymorphism (SNP) arrays have often been used for this task. Recently, algorithms to estimate absolute, but not allele-specific, copy number profiles from tumor sequencing data have been described.

    Მასალა და მეთოდები: We developed Sequenza, a software package that uses paired tumor-normal DNA sequencing data to estimate tumor cellularity and ploidy, and to calculate allele-specific copy number profiles and mutation profiles. We applied Sequenza, as well as two previously published algorithms, to exome sequence data from 30 tumors from The Cancer Genome Atlas. We assessed the performance of these algorithms by comparing their results with those generated using matched SNP arrays and processed by the allele-specific copy number analysis of tumors (ASCAT) algorithm.

    შედეგები: Comparison between Sequenza/exome and SNP/ASCAT revealed strong correlation in cellularity (Pearson's r = 0.90) and ploidy estimates (r = 0.42, or r = 0.94 after manual inspecting alternative solutions). This performance was noticeably superior to previously published algorithms. In addition, in artificial data simulating normal-tumor admixtures, Sequenza detected the correct ploidy in samples with tumor content as low as 30%.

    დასკვნები: The agreement between Sequenza and SNP array-based copy number profiles suggests that exome sequencing alone is sufficient not only for identifying small scale mutations but also for estimating cellularity and inferring DNA copy number aberrations.

    საკვანძო სიტყვები: cancer genomics copy number alterations mutations next-generation sequencing software.

    © The Author 2014. Published by Oxford University Press on behalf of the European Society for Medical Oncology.


    How to use chi-squared to test for Hardy-Weinberg equilibrium

    This post demonstrates the use of chi-squared to test for Hardy-Weinberg equilibrium. There is a question on a recent (February 2020) AP Biology practice test that required this calculation. The question is a secure item, so the exact question will not be discussed here. There is a previous post on this blog explaining how to test for evolution using the null hypothesis and chi-squared.

    mv2.png/v1/fit/w_300,h_300,al_c,q_5/file.png" />

    For our examples, we'll use the fictional species featured in many of the evolution simulations. The population demonstrates incomplete dominance for color. There are two alleles red and blue. Heterozygotes have a purple phenotype.

    mv2.png/v1/fit/w_235,h_77,al_c,q_5/file.png" />

    Chi-squared is a statistical test used to determine if observed data (o) is equivalent to expected data (e). A population is at Hardy-Weinberg equilibrium for a gene if five conditions are met random mating, no mutation, no gene flow, no natural selection, and large population size. Under these circumstances, the allele frequencies for a population are expected to remain consistent (equilibrium) over time. The H-W equations are expected to estimate genotype and allele frequencies for a population that is at equilibrium. The equations may not accurately predict the frequencies if the population is not at equilibrium (for example, if selection is occurring). However, it is possible that, even with the presence of an evolutionary force, a population may still demonstrate the expected H-W data.

    mv2.png/v1/fit/w_300,h_300,al_c,q_5/file.png" />

    In the case of a trait showing incomplete dominance, the heterozygotes are distinct from the homozygous dominant individuals, which allows the genotype and allele frequencies to be calculated directly (without the H-W equations). This direct calculation can be compared to values based on H-W calculations to determine if the population is at H-W equilibrium.

    For the first example, we'll use a simple data set (not generated by a simulation). In this case, there are 50 total individuals in the population 10 are red, 10 are purple, and 30 are blue. These are the observed values for the chi-squared analysis.


    How to determine which allele GRCh37 has? - ბიოლოგია

    Penetrance refers to the probability of a gene or trait being expressed. In some cases, despite the presence of a dominant allele, a phenotype may not be present. One example of this is polydactyly in humans (extra fingers and/or toes). A dominant allele produces polydactyly in humans but not all humans with the allele display the extra digits. “Complete” penetrance means the gene or genes for a trait are expressed in all the population who have the genes. “Incomplete” or ‘reduced’ penetrance means the genetic trait is expressed in only part of the population. The penetrance of expression may also change in different age groups of a population. Reduced penetrance probably results from a combination of genetic, environmental, and lifestyle factors, many of which are unknown. This phenomenon can make it challenging for genetics professionals to interpret a person’s family medical history and predict the risk of passing a genetic condition to future generations.

    Illustration modeled after similar image by Steven M. Carr, Penetrance versus expressivity.

    Expressivity on the other hand refers to variation in phenotypic expression when an allele is penetrant. Back to the polydactyly example, an extra digit may occur on one or more appendages. The digit can be full size or just a stub. Hence, this allele has reduced penetrance as well as variable expressivity. Variable expressivity refers to the range of signs and symptoms that can occur in different people with the same genetic condition. As with reduced penetrance, variable expressivity is probably caused by a combination of genetic, environmental, and lifestyle factors, most of which have not been identified. If a genetic condition has highly variable signs and symptoms, it may be challenging to diagnose.

    Illustration modeled after similar image by Steven M. Carr, Penetrance versus expressivity.


    Determining the genotype frequencies

    The Hardy-Weinberg equation used to determine genotype frequencies is: p 2 + 2pq + q 2 = 1.

    Where ‘p 2 ‘ represents the frequency of the homozygous dominant genotype (აა), ‘2pq‘ the frequency of the heterozygous genotype (Აა) and ‘q 2 ‘ the frequency of the homozygous recessive genotype (აა). The sum of these three genotypes must equal 1 (100%).

    Again, if one genotype frequency is known, it is possible to use the Hardy-Weinberg equations to work out the others.

    მაგალითი

    Let’s use the same example above regarding earlobes (detached lobes and attached lobes). Determine the genotype frequency of the homozygous dominant (AA) allele for having detached earlobes given the frequency of the attached earlobe (aa) phenotype is 6%.

    1. By looking at the question, we are asked to calculate (AA), so ‘p 2 ‘ in the Hardy-Weinberg equation, given the frequency of aa (‘q 2 ‘ in the equation) is 6% (we will work in decimals from this point, so this would be 0.06). Since ‘q 2 ‘ equals 0.06, we can work out what ‘q‘ is by square-rooting 0.06. Doing this gives 0.245.
    2. Since we now know the allele frequency of the recessive allele (q), we can use the first Hardy-Weinberg equation above (p + q = 1) to work out the allele frequency for the dominant allele (გვ).

    3. We now know what გვ is (0.755). To calculate the genotype frequency of the homozygous dominant genotype, we simply need to square the value of გვ. Doing this would give 0.57. So, 57% of the population are homozygous dominant (აა). This would be the answer to our question.

    The homozygous dominant genotype frequency is 57%.

    4. If you wanted to go one step further and work out the frequency of the heterozygous genotype (Აა), so ‘2pq‘ in the Hardy-Weinberg equation, you can do. Since we know the value of ‘გვ‘ (0.755) and ‘q‘ (0.245). All that is required is to multiply 2 by 0.755 and by 0.245. Doing this will give 0.37. So, 37% of the population will have the heterozygous genotype (Აა).

    Notice, if you add all of the genotype frequencies together, this equals 1 (0.57 + 0.37 + 0.06 = 1).