Tandemové opakování s proměnným počtem - Variable number tandem repeat

A variabilní počet tandemových opakování (nebo VNTR) je umístění v a genom kde krátký nukleotidová sekvence je organizována jako tandemové opakování. Ty lze nalézt na mnoha chromozomy, a často ukazují variace na délku (počet opakování) mezi jednotlivci. Každá varianta funguje jako zdědil alela, což umožňuje jejich použití k osobní nebo rodičovské identifikaci. Jejich analýza je užitečná v genetika a biologie výzkum, forenzní, a DNA otisky prstů.

Schéma variabilního počtu tandemových opakování ve 4 alelách.
Variace délek alel VNTR (D1S80) u 6 jedinců.

Struktura a alelické variace

Ve výše uvedeném schématu představují obdélníkové bloky každou z opakovaných sekvencí DNA v konkrétním umístění VNTR. Opakování je v tandemu - tj. Jsou seskupeny dohromady a orientovány stejným směrem. Jednotlivá opakování lze z VNTR odebrat (nebo přidat) pomocí rekombinace nebo replikace chyby, vedoucí k alelám s různým počtem opakování. Hraniční oblasti jsou segmenty neopakující se sekvence (zde zobrazené jako tenké čáry), které umožňují extrahování bloků VNTR pomocí restrikční enzymy a analyzovány RFLP, nebo zesílený polymerázová řetězová reakce (PCR) technika a jejich velikost určena pomocí Gelová elektroforéza.

Použití v genetické analýze

VNTR byly důležitým zdrojem RFLP genetické markery použito v analýza vazby (mapování) diploidních genomů. Nyní, když už bylo mnoho genomů seřazeno, VNTR se staly nezbytnými pro forenzní vyšetřování trestné činnosti, prostřednictvím DNA otisky prstů a CODIS databáze. Při odstranění z okolní DNA metodami PCR nebo RFLP a jejich velikost byla stanovena gelovou elektroforézou nebo Southern blot, vytvářejí vzor pásů jedinečný pro každého jednotlivce. Při testování se skupinou nezávislých markerů VNTR je pravděpodobnost, že dva nesouvisející jedinci mají stejný alelický vzorec, extrémně nízká. Ke studiu se také používá analýza VNTR genetická rozmanitost a šlechtitelské vzory v populace divokých nebo domestikovaných zvířat. Jako takové lze VNTR použít k rozlišení kmenů bakteriálních patogenů. V tomto mikrobiálním forenzním kontextu se takové testy obvykle nazývají Analýza více loci VNTR nebo MLVA.

Chromozomální umístění 13 lokusů VNTR v panelu CODIS.

Dědictví

Při analýze dat VNTR lze použít dva základní genetické principy:

  • Shoda identity - obě alely VNTR z určitého místa se musí shodovat. Pokud jsou dva vzorky od stejného jedince, musí vykazovat stejný vzor alely.
  • Přiřazení dědičnosti - alely VNTR musí dodržovat pravidla dědičnosti. Při porovnávání jednotlivce s jeho rodiči nebo dětmi musí mít osoba alelu, která odpovídá jedné od každého z rodičů. Pokud je vztah vzdálenější, například prarodič nebo sourozenec, pak musí být shody v souladu s mírou příbuznosti.

Vztah k jiným typům opakující se DNA

Opakovaná DNA, představující více než 40% lidského genomu, je uspořádán v matoucí řadě vzorů. Opakování byla poprvé identifikována extrakcí Satelitní DNA, která neodhaluje, jak jsou organizovány. Použití restrikčních enzymů ukázalo, že některé opakujte bloky byly proložené v celém genomu. Sekvenování DNA později ukázal, že další opakování jsou seskupena na konkrétních místech, s tandemové opakování je častější než obrácené opakování (což může interferovat s replikací DNA). VNTR jsou třídou klastrovaných tandemových repetící, které vykazují alelické variace ve svých délkách.

Třídy

To ukazuje teoretický příklad VNTR u dvou různých jedinců. Zobrazí se jeden řetězec DNA od každého jedince, ve kterém existuje tandemová opakovaná sekvence, kterou jednotlivci sdílejí. Sekvenční přítomnost je VNTR, protože jeden jedinec má pět opakování, zatímco druhý má sedm opakování (počet opakování se u různých jedinců liší). Každá repetice je deset nukleotidů, což z ní činí minisatelit, spíše než mikrosatelit, ve kterém je každá repetice 1-6 nukleotidů.

VNTR jsou typem minisatelit ve kterém je velikost opakované sekvence obvykle deset až sto párů bází. Minisatelity jsou druh DNA sekvence tandemového opakování To znamená, že sekvence se opakují jedna po druhé bez dalších sekvencí nebo nukleotidů mezi nimi. Minisatelity jsou charakterizovány opakovanou sekvencí přibližně deseti až sto nukleotidů a počet opakování sekvence se pohybuje přibližně pětkrát až padesátkrát. Sekvence minisatelitů jsou větší než sekvence mikrosatelity, ve kterém je opakovací sekvence obvykle 1 až 6 nukleotidů. Dva typy opakovaných sekvencí jsou oba tandemové, ale jsou specifikovány délkou opakující se sekvence. VNTR jsou proto považovány za minisatelity, protože mají sekvence opakování od deseti do sto nukleotidů, ve kterých je každá repetice přesně stejná. Přestože jsou všechny VNTR minisatelity, ne všechny minisatelity jsou VNTR. VNTR se mohou lišit v počtu opakování od jednotlivce k jednotlivci, protože tam, kde některé minisatelity bez VNTR mají opakující se sekvence, které se opakují stejně často u všech jedinců obsahujících tandemové opakování ve svých genomech.[1][2]

Viz také

Software pro psaní MLVA

Reference

  1. ^ https://www.nlm.nih.gov/visibleproofs/education/dna/vntr.pdf
  2. ^ https://www2.le.ac.uk/departments/mathematics/redundant-content/event-microsites/bio/Dubrova.pdf

externí odkazy