微衛(wèi)星DNA教學(xué)文案.ppt

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1、微衛(wèi)星DNA2、STR的構(gòu)成STR的核心序列為1～6bp,呈串聯(lián)重復(fù)排列,重復(fù)次數(shù)10~50次左右,其總長(zhǎng)度常小于400bp,常見(jiàn)的有一、二、三、四核苷酸重復(fù)序列,約占真核生物基因組的5%。人類基因組的STR單核苷酸重復(fù)以polyA,polyT多見(jiàn),雙核苷酸重復(fù)以(CA)n,(GT)n,(AA)n,(GG)n常見(jiàn),(GC/CG)少見(jiàn),其原因是由于3”端為G的C(即CPG)易于甲基化,三核苷酸重復(fù)以(CXG)n類型常見(jiàn),由于三核苷酸具有高度多態(tài)性,常用作DNA的標(biāo)記物。每個(gè)特定位點(diǎn)的STR均由2部分構(gòu)成:

2、中間的核心區(qū)和外圍的側(cè)翼區(qū),核心區(qū)含有一個(gè)以上稱為”重復(fù)”的短序列,一般該重復(fù)單位的堿基對(duì)數(shù)目不變,而串聯(lián)在一起的重復(fù)單位數(shù)目是隨機(jī)改變的。位于核心區(qū)的外圍即是側(cè)翼區(qū),人群中不同個(gè)體可表現(xiàn)為側(cè)翼區(qū)相同而串聯(lián)重復(fù)單位的數(shù)目不同;也可為相同數(shù)目的重復(fù)單位,但側(cè)翼區(qū)大小不同,或者兩者均不同。STR位點(diǎn)的側(cè)翼區(qū)變異數(shù)也僅有少數(shù)幾個(gè),這樣,人群中該特定STR位點(diǎn)的等位基因差異,主要應(yīng)來(lái)自不同數(shù)目的串聯(lián)重復(fù)。2STR的分布在基因組中平均50kb就有一個(gè)重復(fù)序列。據(jù)GeneBank等數(shù)據(jù)庫(kù)資料統(tǒng)計(jì),人類23對(duì)染色體上

3、至少分布著7901個(gè)STR位點(diǎn),每對(duì)染色體的STR位點(diǎn)分別超過(guò)100個(gè),其中1、2號(hào)染色體的位點(diǎn)均超過(guò)600個(gè),性染色體上的已知位點(diǎn)數(shù)在264個(gè)以上,隨著人們對(duì)STR的進(jìn)一步研究,其數(shù)目還會(huì)不斷增加。3STR的種屬特異性1995年有學(xué)者調(diào)查了9個(gè)STR的人種屬特異性,結(jié)果在被調(diào)查的23種動(dòng)物中,FES/FPS基因座沒(méi)有擴(kuò)增產(chǎn)物,而CSF1PO、TOX、TH01、HPRTB、vWA、F13A01等基因座則在靈長(zhǎng)類有擴(kuò)增產(chǎn)物,但是這些擴(kuò)增產(chǎn)物的長(zhǎng)度均位于這些基因座的STR的等位基因Ladder范圍之外。此后

4、對(duì)更多STR基因座的調(diào)查也得到了相似的結(jié)論。4STR產(chǎn)生的可能機(jī)制目前認(rèn)為鏈滑動(dòng)錯(cuò)配是短串聯(lián)重復(fù)序列突變的主要機(jī)制。在DNA合成過(guò)程中,一條單鏈DNA可以發(fā)生一過(guò)性的脫位,生成一個(gè)中間性的結(jié)構(gòu)后,再與另一DNA單鏈錯(cuò)配,形成鏈滑動(dòng)錯(cuò)配,繼續(xù)DNA的復(fù)制和修復(fù)?；瑒?dòng)錯(cuò)配可以造成缺失、插入或堿基替換。在STR中,一條DNA單鏈可以向后折疊后再與另一條單鏈復(fù)性,在復(fù)性的位置形成環(huán)狀突出,DNA修復(fù)酶可以將環(huán)狀突出全部或部分切除,造成缺失。另一方面,也可以在無(wú)突出鏈相對(duì)突出的位置形成一個(gè)缺口,再由聚合酶填補(bǔ)此缺

5、口,DNA重復(fù)的數(shù)目增加,造成插入突變。STR長(zhǎng)度上的差異一般是重復(fù)單位的整數(shù)。復(fù)制滑動(dòng)、姐妹染色體不等交換和遺傳重組都是可導(dǎo)致重復(fù)單位數(shù)目發(fā)生改變的機(jī)制,但目前的研究證明復(fù)制滑動(dòng)時(shí)導(dǎo)致STR重復(fù)數(shù)目改變是主要機(jī)制。不過(guò),僅滑動(dòng)鏈復(fù)制錯(cuò)配不能解釋一些重復(fù)序列的特征,如為什么兩性種系的三體重復(fù)穩(wěn)定性有差異?為什么CAG重復(fù)總在有意義鏈上等等?所以,對(duì)STR產(chǎn)生和拷貝數(shù)的變異的遺傳機(jī)制解釋還有滾環(huán)擴(kuò)增、不等交換(unequalcrossover)和堿基置換突變等。5STR的特點(diǎn)⑴種類多、分布廣，并按孟德?tīng)柟?/p>

6、顯性方式在人群中世代相傳。⑵在人群中高度多態(tài)，其多態(tài)信息含量容量超過(guò)70%。其多態(tài)性表現(xiàn)為正常人群的不同個(gè)體某一基因位點(diǎn)重復(fù)序列的重復(fù)次數(shù)可不一樣，同一個(gè)體的兩個(gè)同源染色體上重復(fù)次數(shù)也可以不一樣，即微衛(wèi)星DNA拷貝數(shù)在人群中是可變的。⑶具有遺傳連鎖不平衡現(xiàn)象。⑷可被轉(zhuǎn)錄，有些編碼蛋白質(zhì)，而另一些則位于非轉(zhuǎn)譯區(qū)的5′端和3′端不編碼蛋白質(zhì)。⑸屬于不穩(wěn)定的DNA序列，其數(shù)目在某些遺傳病中有擴(kuò)大現(xiàn)象，而這種擴(kuò)增并非是減數(shù)分裂的重組造成，擴(kuò)大可發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中，由一代傳遞給另一代，也可發(fā)生在有絲分裂中，導(dǎo)致

7、嵌合體形成。與成熟人體細(xì)胞比較，微衛(wèi)星DNA在胚胎時(shí)期有絲分裂很不穩(wěn)定。⑹在不同基因位點(diǎn)上的微衛(wèi)星DNA的重復(fù)序列可以不同，也可以相同。二、微衛(wèi)星的應(yīng)用1、STR應(yīng)用于制作人類基因組遺傳圖譜STR在基因組內(nèi)分布廣泛、多態(tài)性程度高、可自動(dòng)化檢測(cè)、成為制作基因組遺傳圖譜的首選遺傳標(biāo)記。1996年,法國(guó)Gene-thon實(shí)驗(yàn)室與美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院幾個(gè)中心合作,建立了以6000多個(gè)STR為主體遺傳標(biāo)記、分辨率達(dá)194kb的高精密度圖譜。STR的出現(xiàn)使遺傳圖的精度得到進(jìn)一步提高,同時(shí)也成為物理圖上的標(biāo)記,從而促進(jìn)

8、了遺傳圖與物理圖的融合。2STR用于個(gè)體識(shí)別和親權(quán)鑒定因?yàn)镾TR廣泛存在于基因組中,具有高度多態(tài)性、雜合性和穩(wěn)定性。當(dāng)把幾個(gè)STR位點(diǎn)聯(lián)合分析后,可以得到相當(dāng)高的累積個(gè)體識(shí)別率和父權(quán)排除率。對(duì)粵、桂、瓊地區(qū)14個(gè)人群STR基因座頻率調(diào)查顯示15個(gè)STR基因座在14個(gè)人群中累積個(gè)體識(shí)別能力在1.05*10-16~3.18*10-18,累積非父排除率均在0.9999以上。3STR用于遺傳學(xué)多態(tài)性研究STR標(biāo)記多位于非編碼區(qū),變異一般不影響人體的