微卫星DNA教学文案.ppt

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1、微卫星DNA2、STR的构成STR的核心序列为1～6bp,呈串联重复排列,重复次数10~50次左右,其总长度常小于400bp,常见的有一、二、三、四核苷酸重复序列,约占真核生物基因组的5%。人类基因组的STR单核苷酸重复以polyA,polyT多见,双核苷酸重复以(CA)n,(GT)n,(AA)n,(GG)n常见,(GC/CG)少见,其原因是由于3”端为G的C(即CPG)易于甲基化,三核苷酸重复以(CXG)n类型常见,由于三核苷酸具有高度多态性,常用作DNA的标记物。每个特定位点的STR均由2部分构成:

2、中间的核心区和外围的侧翼区,核心区含有一个以上称为”重复”的短序列,一般该重复单位的碱基对数目不变,而串联在一起的重复单位数目是随机改变的。位于核心区的外围即是侧翼区,人群中不同个体可表现为侧翼区相同而串联重复单位的数目不同;也可为相同数目的重复单位,但侧翼区大小不同,或者两者均不同。STR位点的侧翼区变异数也仅有少数几个,这样,人群中该特定STR位点的等位基因差异,主要应来自不同数目的串联重复。2STR的分布在基因组中平均50kb就有一个重复序列。据GeneBank等数据库资料统计,人类23对染色体上

3、至少分布着7901个STR位点,每对染色体的STR位点分别超过100个,其中1、2号染色体的位点均超过600个,性染色体上的已知位点数在264个以上,随着人们对STR的进一步研究,其数目还会不断增加。3STR的种属特异性1995年有学者调查了9个STR的人种属特异性,结果在被调查的23种动物中,FES/FPS基因座没有扩增产物,而CSF1PO、TOX、TH01、HPRTB、vWA、F13A01等基因座则在灵长类有扩增产物,但是这些扩增产物的长度均位于这些基因座的STR的等位基因Ladder范围之外。此后

4、对更多STR基因座的调查也得到了相似的结论。4STR产生的可能机制目前认为链滑动错配是短串联重复序列突变的主要机制。在DNA合成过程中,一条单链DNA可以发生一过性的脱位,生成一个中间性的结构后,再与另一DNA单链错配,形成链滑动错配,继续DNA的复制和修复。滑动错配可以造成缺失、插入或碱基替换。在STR中,一条DNA单链可以向后折叠后再与另一条单链复性,在复性的位置形成环状突出,DNA修复酶可以将环状突出全部或部分切除,造成缺失。另一方面,也可以在无突出链相对突出的位置形成一个缺口,再由聚合酶填补此缺

5、口,DNA重复的数目增加,造成插入突变。STR长度上的差异一般是重复单位的整数。复制滑动、姐妹染色体不等交换和遗传重组都是可导致重复单位数目发生改变的机制,但目前的研究证明复制滑动时导致STR重复数目改变是主要机制。不过,仅滑动链复制错配不能解释一些重复序列的特征,如为什么两性种系的三体重复稳定性有差异?为什么CAG重复总在有意义链上等等?所以,对STR产生和拷贝数的变异的遗传机制解释还有滚环扩增、不等交换(unequalcrossover)和碱基置换突变等。5STR的特点⑴种类多、分布广，并按孟德尔共

6、显性方式在人群中世代相传。⑵在人群中高度多态，其多态信息含量容量超过70%。其多态性表现为正常人群的不同个体某一基因位点重复序列的重复次数可不一样，同一个体的两个同源染色体上重复次数也可以不一样，即微卫星DNA拷贝数在人群中是可变的。⑶具有遗传连锁不平衡现象。⑷可被转录，有些编码蛋白质，而另一些则位于非转译区的5′端和3′端不编码蛋白质。⑸属于不稳定的DNA序列，其数目在某些遗传病中有扩大现象，而这种扩增并非是减数分裂的重组造成，扩大可发生在减数分裂过程中，由一代传递给另一代，也可发生在有丝分裂中，导致

7、嵌合体形成。与成熟人体细胞比较，微卫星DNA在胚胎时期有丝分裂很不稳定。⑹在不同基因位点上的微卫星DNA的重复序列可以不同，也可以相同。二、微卫星的应用1、STR应用于制作人类基因组遗传图谱STR在基因组内分布广泛、多态性程度高、可自动化检测、成为制作基因组遗传图谱的首选遗传标记。1996年,法国Gene-thon实验室与美国国家卫生研究院几个中心合作,建立了以6000多个STR为主体遗传标记、分辨率达194kb的高精密度图谱。STR的出现使遗传图的精度得到进一步提高,同时也成为物理图上的标记,从而促进

8、了遗传图与物理图的融合。2STR用于个体识别和亲权鉴定因为STR广泛存在于基因组中,具有高度多态性、杂合性和稳定性。当把几个STR位点联合分析后,可以得到相当高的累积个体识别率和父权排除率。对粤、桂、琼地区14个人群STR基因座频率调查显示15个STR基因座在14个人群中累积个体识别能力在1.05*10-16~3.18*10-18,累积非父排除率均在0.9999以上。3STR用于遗传学多态性研究STR标记多位于非编码区,变异一般不影响人体的