Тандемный повтор с переменным номером

Тандемный повтор с переменным числом (или VNTR ) — это место в геноме , где короткая нуклеотидная последовательность организована в виде тандемного повтора . Их можно найти на многих хромосомах , и часто различается их длина (количество повторов) у разных людей. Каждый вариант действует как унаследованный аллель , что позволяет использовать их для личной или родительской идентификации. Их анализ полезен в генетических и биологических исследованиях, судебной экспертизе и снятии отпечатков пальцев ДНК .

Схема переменного количества тандемных повторов в 4 аллелях.

Вариации длины аллеля VNTR (D1S80) у 6 особей.

Структура и аллельная вариация

На схеме выше прямоугольные блоки представляют каждую из повторяющихся последовательностей ДНК в определенном месте VNTR. Повторы расположены тандемно, т. е. они сгруппированы вместе и ориентированы в одном направлении. Отдельные повторы могут быть удалены из VNTR (или добавлены к нему) посредством ошибок рекомбинации или репликации , что приводит к образованию аллелей с разным количеством повторов. Фланкирующие области представляют собой сегменты повторяющейся последовательности (показаны здесь тонкими линиями), позволяющие экстрагировать блоки VNTR с помощью ферментов рестрикции и анализировать их с помощью ПДРФ или амплифицировать с помощью метода полимеразной цепной реакции (ПЦР), а их размер определять с помощью гель-электрофореза .

Использование в генетическом анализе

VNTR были важным источником генетических маркеров RFLP, используемых в анализе сцепления (картировании) диплоидных геномов. множество геномов Теперь, когда секвенировано , VNTR стали незаменимы для судебно-медицинских расследований преступлений с помощью снятия отпечатков пальцев ДНК и базы данных CODIS . При удалении из окружающей ДНК методами ПЦР или ПДРФ и определении их размера с помощью гель-электрофореза или Саузерн-блоттинга они образуют рисунок полос, уникальный для каждого человека. При тестировании с группой независимых маркеров VNTR вероятность того, что два неродственных человека будут иметь один и тот же аллельный образец, чрезвычайно низка. Анализ VNTR также используется для изучения генетического разнообразия и моделей размножения в популяциях диких или домашних животных. Таким образом, VNTR можно использовать для различения штаммов бактериальных патогенов. В контексте микробиологической криминалистики такие анализы обычно называют анализом множественных локусов VNTR или MLVA .

Наследование

При анализе данных VNTR можно использовать два основных генетических принципа:

Сопоставление идентичности – обе аллели VNTR из определенного местоположения должны совпадать. Если два образца взяты от одного и того же человека, они должны иметь один и тот же набор аллелей.
Соответствие по наследству – аллели VNTR должны соответствовать правилам наследования. При сопоставлении человека с его родителями или детьми человек должен иметь аллель, совпадающую по одному от каждого родителя. Если родство более отдаленное, например, дедушка или бабушка, брат или сестра, то совпадения должны соответствовать степени родства.

Связь с другими типами повторяющейся ДНК

Повторяющаяся ДНК , составляющая более 40% человеческого генома, устроена в виде ошеломляющего множества узоров. Повторы были впервые идентифицированы путем выделения сателлитной ДНК , которая не раскрывает, как они организованы. Использование ферментов рестрикции показало, что некоторые блоки повторов были разбросаны по всему геному. Позже секвенирование ДНК показало, что другие повторы группируются в определенных местах, причем тандемные повторы встречаются чаще, чем инвертированные повторы (которые могут мешать репликации ДНК). VNTR представляют собой класс кластерных тандемных повторов, которые демонстрируют аллельные вариации своей длины.

Классы

Это теоретический пример VNTR у двух разных людей. Отображается одна цепь ДНК каждого человека, в которой имеется тандемная последовательность повторов, общая для всех людей. Наличие последовательности является VNTR, поскольку у одного человека есть пять повторов, а у другого - семь повторов (количество повторов варьируется у разных людей). Каждый повтор состоит из десяти нуклеотидов, что делает его минисателлитом, а не микросателлитом, в котором каждый повтор состоит из 1–6 нуклеотидов.

VNTR представляют собой тип минисателлитов , в которых размер повторяющейся последовательности обычно составляет от десяти до ста пар оснований. Минисателлиты представляют собой тип тандемной повторяющейся последовательности ДНК , что означает, что последовательности повторяются одна за другой без других последовательностей или нуклеотидов между ними. Минисателлиты характеризуются повторяющейся последовательностью примерно от десяти до ста нуклеотидов, а количество повторов последовательности варьируется примерно от пяти до пятидесяти раз. Последовательности минисателлитов крупнее, чем последовательности микросателлитов , в которых последовательность повторов обычно составляет от 1 до 6 нуклеотидов. Оба типа повторяющихся последовательностей являются тандемными, но определяются длиной повторяющейся последовательности. Поэтому VNTR, поскольку они имеют повторяющиеся последовательности от десяти до ста нуклеотидов, в которых каждый повтор совершенно одинаков, считаются минисателлитами. Однако, хотя все VNTR являются миниспутниками, не все миниспутники являются VNTR. Количество повторов VNTR может варьироваться от человека к человеку, например, некоторые минисателлиты, не относящиеся к VNTR, имеют повторяющиеся последовательности, которые повторяются одинаковое количество раз у всех людей, содержащих тандемные повторы в своих геномах. ^[1]^[2]

См. также

Программное обеспечение для набора текста MLVA

BioNumerics (с использованием плагина BioNumerics MIRU-VNTR, специально разработанного для проведения популярного анализа MLVA для генотипирования микобактерий туберкулеза ) штаммов

Ссылки

^ «ВНТР» (PDF) . Проверено 13 января 2024 г.
^ Дуброва Юрий Евгеньевич «Миниспутники и микроспутники – похожие названия, но разная биология» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 декабря 2017 г.

Внешние ссылки

Примеры:
- VNTR – информация и анимированный пример
Базы данных:
Инструменты поиска:
Переменное+количество+тандемных+повторов Национальной медицинской библиотеки США в медицинских предметных рубриках (MeSH)

[1] «ВНТР» (PDF) . Проверено 13 января 2024 г.

[2] Дуброва Юрий Евгеньевич «Миниспутники и микроспутники – похожие названия, но разная биология» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 декабря 2017 г.

[1]

[2]