单核苷酸多态性SNP检测技术.ppt

单核苷酸多态性检测技术 SNP 的概念 单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism，SNP)，指由于单个核苷酸碱基的 改变而导致的核酸序列的多态性。在不同个体的同一 条染色体或同一位点的核苷酸序列中，绝大多数核苷 酸序列一致而只有一个碱基不同的现象，即SNP。 它包括单碱基的转换, 颠换、 插入及缺失等形式 SNP在基因组内的形式: 一是遍布于基因组的大量单碱基变异; 二是分布在基因编码区(coding region) , 称其 为cSNP，属功能性突变。 SNP在单个基因或整个基因组的分布是不均匀的： （1）非转录序列要多于转录序列 （2）在转录区非同义突变的频率, 比其他方式突变的频率低得多。 SNP 的特点 在遗传学分析中, SNP 作为一类遗传标记得以广泛 应用, 主要源于这几个特点: （1）密度高　SNP在人类基因组的平均密度估计 为 1\1000 bp , 在整个基因组的分布达 3×106个, 遗传距离为 2～3cM , 密度比微卫星标记更高, 可以 在任何一个待研究基因的内部或附近提供一系列标 记。 （2）富有代表性　某些位于基因内部的SNP 有可 能直接影响蛋白质结构或表达水平, 因此, 它们可能代 表疾病遗传机理中的某些作用因素。 SNP 的特点 （3）遗传稳定性 与微卫星等重复序列多态性标 记相比, SNP 具有更高的遗传稳定性。 （4）易实现分析的自动化　SNP标记在人群中 只有两种等位型(allele) 。这样在检测时只需一个 “ + \- ”或“全\无”的方式，而无须象检测限制性片 段长度多态性，微卫星那样对片段的长度作出测 量，这使得基于SNP的检测分析方法易实现自动 化。 一、 SNPs经典检测方法 一大类是以凝胶电泳为基础的传统经典的检测方法,如: 1 . 限制性片段长度多态性法 PCR- RFLP ; 2 .单链构象多态性法 PCR- SSCP ; 3 . 变性梯度凝胶电泳 ( dena t ur i ng gradient gel eletrophoresi s DGGE ); 4 .等位基因特异性 PCR ( allele specific PCR, ASPCR )等等 PCR-RFLP方法 原理：利用限制性内切酶的酶切位点的特异性， 用两种或两种以上的限制性内切酶作用于同一DNA片 断，如果存在SNP位点，酶切片断的长度和数量则会 出现差异，根据电泳的结果就可以判断是否SNP位 点。 特点：该技术应用的前提是SNP的位点必须含有该 限制内切酶的识别位点，它是SNP筛查中最经典的 方法之一. PCR-RFLP原理图 单链构象多态性(SSCP) 原理：单链DNA 在中性条件下会形成二级结构，不同的 二级结构在电泳中会出现不同的迁移率。这种二级结构依赖 于碱基的组成，单个碱基的改变也会影响其构象，最终会导 致在凝胶上迁移速度的改变。 在非变性聚丙烯酰胺凝胶上，短的单链 DNA 和RNA 分 子依其单碱基序列的不同而形成不同的构象，这样在凝胶上 的迁移速率不同，出现不同的条带，检测SNP。 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。 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。 电泳开始时,DNA 在胶中的迁移速率仅与分 子大小有关, 而一旦DNA 泳动到某一点时, 即到 达该DNA 变性浓度位置时, 使得DNA 双链开始 分开,从而大大降低了迁移速率。当迁移阻力与电 场力平衡时, DNA 片段在凝胶中基本停止迁移。 由于不同的DNA 片段的碱基组成有差异, 使得其 变性条件产生差异, 从而在凝胶上形成不同的条 带。 等位基因特异 PCR ( AS-PCR) 原理：根据 SNP位点设计特异引物,其中一条链(特 异链)的3′末端与 SNP位点的碱基互补(或相同) , 另一条链(普通链)按常规方法进行设计,因此,AS- PCR技术是一种基于SNP的PCR标记。因为特异引 物在一种基因型中有扩增产物,在另一种基因型中没 有扩增产物,用凝胶电泳就能够很容易地分辨出扩增 产物的有无,从而确定基因型的 SNP。 SNPs高通量的检测方法 另一大类检测方法是近些年来发展起来的, 高通 量、 自动化程度较高的检测 SNPs的方法,较为常用 的有: 1 . DNA测序法; 2 . DNA芯片检测; 3 . 飞行