关于遗传标记 str 和snp

关于DNA遗传标记STR和SNP第1代标记：RFLP第2代标记：VNTR、STR第3代标记：SNP第4代标记：CNVSTR短串联重复序列（shorttandemrepeat，STR）又称微卫星DNA（microsatelliteDNA），是一类广泛存在于人类基因组中的DNA多态性基因座。它由2~6碱基对构成核心序列，呈串联重复排列。STR基因位点长度一般在100～300bp之间．因个体间DNA片断长度或DNA序列差异而成高度多态性，在基因传递过程中遵循孟德尔共显性方式遗传。因其基因片段短、扩增效率高、判型准确等特点。已广泛应用于法医学个体识别和亲子鉴定等领域。STRANDITSAPPLICATIONPhenotype：ABO基因分型，头发颜色，肤色，身高，遗传性疾病，人种。。。Forensicmedicine：主要用来个体识别，一般来说，如果一个位点有n个等位基因，那么就有n种纯合子和n(n-1)/2种杂合子。若一个位点有10个等位基因，那么总共的基因型数就有10+45=55种。那么，若10个这样的位点，可能的分型数就可达到2.5×10^17种（55×55×55×……）。SHORTTANDEMREPEAT(STR)MARKERSTCCCAAGCTCTTCCTCTTCCCTAGATCAATACAGACAGAAGACAGGTGGATAGATAGATAGATAGATAGATAGATAGATAGATAGATAGATAGATATCATTGAAAGACAAAACAGAGATGGATGATAGATACATGCTTACAGATGCACAC=12GATArepeats(“12”isallthatisreported)Targetregion(shorttandemrepeat)7repeats8repeats9repeats10repeats11repeats12repeats13repeatsThenumberofconsecutiverepeatunitscanvarybetweenpeopleAnaccordion-likeDNAsequencethatoccursbetweengenesTheFBIhasselected13coreSTRlocithatmustberuninallDNAtestsinordertoprovideacommoncurrencywithDNAprofilesTHE13CODISSTRLOCISTRLABELLINGTECHNIQUESTR检测最常用的方法是PCR扩增、电泳分离、染色或激光荧光分析等位片段大小、分型或利用DNA测序仪直接进行序列分析。目前，STR的检测已发展到可大批量(BioThermBioOvenⅡ可进行864孔板反应)、微体积(反应总体积可低至5～1OI)、超微量(可检测pg级的DNA)、自动化分析。根据各个STR位点PCR扩增常具备相近的条件，通过一定的调整(如引物浓度、热循环温度)，可将几个不同STR位点的扩增在同一反应管中进行，即STR复合扩增技术(MultiplexPCR)。ScannedGelImageCapillaryElectropherogramThepolymerasechainreaction(PCR)isusedtoamplifySTRregionsandlabeltheampliconswithfluorescentdyesusinglocus-specificprimers8repeats10repeatsLocus18repeats9repeatsLocus2MULTIPLEXPCR(PARALLELSAMPLEPROCESSING)CompatibleprimersarethekeytosuccessfulmultiplexPCRSTRkitsarecommerciallyavailable15ormoreSTRlocicanbesimultaneouslyamplifiedAdvantagesofMultiplexPCR–Increasesinformationobtainedperunittime(increasespowerofdiscrimination)–Reduceslabortoobtainresults–Reducestemplaterequired(smallersampleconsumed)ChallengestoMultiplexingprimerdesigntofindcompatibleprimers(noprogramexists)reactionoptimizationishighlyempiricaloftentakingmonthsSTRKITS优点材料的质量控制由厂家控制(为使用者节约了很多时间)在相同等位阶梯的的实验中提高了结果的一致性让用户获得结果更加简单不足使用者对试剂盒的内容不是完全可知的(比如引物的序列)。获得结果的花费更高BIOLOGYOFSTRSStutterproductsNon-templateadditionMicrovariantsNullallelesMutationratesInter-locusbalanceHeterozygotepeakheightratiosSTUTTERPRODUCTSStutter一般来说是主峰前较主峰少一个重复单位的杂峰。其产生原因是由于PCR过程中的滑脱造成。且越大的片段越容易产生。ASUMMARYOFSTUTTERPRODUCT通常小于相应等位基因主峰一个重复单位小于相应主峰高的15%，注意区分stutter峰与小的且真实的峰重复单位越长，产生越少一个位点的大片段等位基因的stutter产物相对较多可通过快速PCR或者酶的调整来降低stutter产物NON-TEMPLATEADDITION非模板添加即PCR过程中由于通常使用的Taq聚合酶，有在核苷酸3’末端进行腺苷酸化的作用。不完全的腺苷酸化作用会导致双峰、肩峰、宽峰以及裂峰的出现因此对结果的判定将会产生影响，尤其是同一性认定此外，过多的DNA模板量，也会造成不完全的腺苷酸化作用（原理DNA量太大，而taq集合酶不够）BestifthereisNOTamixtureof“+/-A”peaks(desirabletohavefulladenylationtoavoidsplitpeaks)AAIncompleteadenylationD8S1179-A+A-A+A-A+A-A+AIMPACTOFDNAAMOUNTINTOPCRToomuchDNAOff-scalepeaksSplitpeaks(+/-A)Locus-to-locusimbalanceToolittleDNAHeterozygotepeakimbalanceAlleledrop-outLocus-to-locusimbalanceD3S1358-A+A10ngtemplate(overloaded)2ngtemplate(suggestedlevel)DNASize(bp)RelativeFluorescence(RFUs)100pgtemplate5pgtemplateDNASize(bp)当DNA量太小了出现扩增产物掉落的随机效应ReasonthatDNAQuantitationisImportantPriortoMultiplexAmplification通常0.5–2.0ngDNA的模板对于试剂盒来说是最合适的MICROVARIANT“OFF-LADDER”ALLELES当越来越多的样品进行STR分型时，经常会发现一些新的等位基因．这些等位基因在等位基因阶梯中没有对应大小的片段，需要使用者自己去定义，通常在实践中称这些等位基因“off-ladder”等位基因或“OL”基因。序列的变异（点突变），但不会造成STR等位基因大小的变化插入或缺失Example:TH019.3allele:[TCAT]4-CAT[TCAT]5DeletionofTOTHERMICROVARIANTS位于等位基因ladder外的等位基因解决办法：重复或者换用其他试剂盒三峰型可能来自于染色体行为或者引物的点突变特定位点的三峰可能出现的峰高即强度不同NULLALLELES解决办法：关键在于引物设计！！！MUTATIONRATES极少数情况下会出现，子代的某个位点的分型与父母其中一方的分型不匹配的情况，可能来自于染色体行为通常是多一个或者少一个重复单位突变率大约为千分之一在可变的STRs中，突变率会相对更高INTER-LOCUSBALANCEANDHETEROZYGOTEPEAKHEIGHTRATIOS判断一个复合STR体系两个因素通常一个好的复合STR体系需要有较好的位点内的平衡以及杂合峰高比大于0.84MINISTRminiSTRisareducedsizeSTRampliconthatenableshigherrecoveryofinformationfromdegradedDNAsamplesNISTIdentifilerdataOhioUminiSTRdataEXAMINATIONOFCONCORDANCE:D13S317一个删除miniSTR以外引物的试剂盒引的产物的等位基因出现了一个小的重复Really“11-1”alleleThisproblemhasbeenseenmultipletimesbyNYCOCMEreviewofWTCBodePlexdataSNPSNP:是指在染色体基因组水平上单个核苷酸的变异引起的DNA序列多态性,而其中最少一种等位基因在群体中的频率不小于1%。它包括单碱基的转换,颠换、插入及缺失等形式。SNP在基因组内可以划分为两种形式:一是遍布于基因组的大量单碱基变异;二是基因编码区的功能性突变,由于分布在基因编码区(codingregion),故又称cSNP。cSNP经常引起表达蛋白的多态性变异,有时会影响他们的功能特性。SNP:SingleDNAbasevariationfound1%Mutation:SingleDNAbasevariationfound1%SNP:ASingleNucleotidePolymorphisms(SNP),pronounced“snip,”isageneticvariationwhenasinglenucleotide(i.e.,A,T,C,orG)isalteredandkeptthroughheredity.Mutation:AgenemutationisapermanentchangeintheDNAsequencethatmakesupagene.MutationsrangeinsizefromasingleDNAbuildingblock(DNAbase)toalargesegmentofachromosome.MUTATIONSANDSNPS29CommonAncestortimepresentObservedgeneticvariationsMutationsSNPs30SINGLENUCLEOTIDEPOLYMORPHISMSNPs是一种最常见的形式在各种遗传变异中.90%的人类遗传变异来自SNPs.SNPs每300~600bp就会出现一个.超过百万以上的SNPs已经被确定(e.g.,HapMapandPerlegen).SNPs具有密度高,代表性，遗传稳定性，以实现自动化检查的特点，而成为首选的关联研究遗传标记SNP标记在人群中只有两种等位型通常认为是一种二进制的变量ThenucleotideonaSNPlocusiscalledamajorallele(ifallelefrequency50%),oraminorallele(ifallelefrequency50%).ACTTAGCTTACTTAGCTCC:Minorallele94%