Haplotipas: genetikos apibrėžimas, paveldimumas ir SNP reikšmė

Haplotipas, paveldimumas ir SNP: sužinokite, kaip haplotipai veikia genetiką, padeda atsekti ligų predispozicijas ir nustatyti genealoginius ryšius.

Haplotipas - genetikos terminas. Tai sutrumpintas haploidinio genotipo pavadinimas. Haplotipas - tai tam tikrų alelių (tam tikrų DNR sekų), esančių chromosomoje glaudžiai susietų genų grupėje, rinkinys. Klasteris paprastai paveldimas kartu. Paprasčiau tariant, haplotipas yra glaudžiai tarpusavyje susijusių genų grupė, kurią vaikas paveldi iš vieno iš tėvų.

Antroji haplotipo sąvokos reikšmė - tai vieno nukleotido polimorfizmų (SNP) rinkinys, paprastai randamas kartu vienoje chromatidėje (chromosomų poroje). Taigi, suradus kelis haplotipo sekos alelius, identifikuojamos visos kitos jo regiono vietos. Tokia informacija labai vertinga tiriant paplitusių ligų genetiką.

Kas yra haplotipas ir kuo jis skiriasi nuo geno ar genotipo?

Genas yra DNR seka, kuri koduoja tam tikrą požymį arba baltymą. Genotipas apibūdina konkrečių genų alelių rinkinį vieno organizmo genome (dažniausiai diploidiniame kontekste — poroje). Haplotipas – tai alelių arba SNP kombinacija konkrečioje chromosomos dalyje, kuri paprastai paveldima kartu kaip vienas „paketas“. Svarbu: haplotipas nurodo šalia esančių genetinių žymenų sąrangą vienoje kromatidoje, o ne visas organizmo aleles.

Haplotipų paveldimumas ir rekombinacija

Haplotipai dažnai perduodami iš karto, nes tam tikri regionai chromosomoje yra mažai paveikti rekombinacijos permešimo metu. Tačiau per mejozę vykstant rekombinacijai, haplotipų blokai gali būti pertraukti ir suformuoti naujas alelių kombinacijas. Todėl haplotipai gali būti stabilūs per kelias kartas arba keistis, priklausomai nuo to, kaip dažnai tame regione vyksta rekombinacija.

SNP reikšmė haplotipams

SNP yra dažniausiai naudojami žymekliai haplotipų identifikavimui, nes jie paplitę genome ir lengvai genotipuojami. SNP seka haplotipe leidžia:

• identifikuoti skirtingus haplotipų variantus;
• naudoti haplotipus ligų asociacijų tyrimuose (jei tam tikras haplotipas susijęs su ligos rizika, tai gali rodyti dominuojantį rizikos regioną);
• atitaisyti (impute) trūkstamus žymenis naudojant žinomus haplotipų modelius;
• vertinti populiacijų istoriją ir migracijų modelius.

Haplotipų blokai ir ryšio disbalansas

Genome dažnai aptinkami vadinamieji haplotipų blokai — regionai, kuriuose alelių kombinacijos labai pasikartoja ir kuriuose yra mažai rekombinacijos. Šiuose regionuose yra stiprus ryšio disbalansas (linkage disequilibrium, LD), t. y. tam tikri alelių deriniai sutinkami kartu dažniau, nei būtų tikėtina atsitiktinai. LD ir blokų analizė leidžia sumažinti reikiamų žymenų skaičių genų asociacijų tyrimuose.

Tyrimo metodai ir terminai

• Haplotipų fazavimas (phasing) – procesas, kai nustatoma, kurios alelės priklauso vienai arba kitai chromosomai (t. y. kaip formuojami haplotipai individualiame genotype).
• Imputacija – trūkstamų genotipo žymenų atstatymas naudojant didelių duomenų bazių žinomus haplotipus.
• Genotinimas ir masinis sekvenuojimas (NGS) leidžia nustatyti SNP ir sudaryti haplotipus dideliu mastu.

Praktinės haplotipų taikymo sritys

Haplotipų analizė naudojama daugelyje sričių:

• Ligos asociacijų tyrimai: aptinka genetinius regionus, susijusius su kompleksinėmis ligomis;
• Farmakogenomika: nustato, kaip skirtingi haplotipai veikia vaistų metabolizmą ir poveikį;
• Populiacijų genetika ir antropologija: aiškina populiacijų kilmę, migracijas ir genetinę įvairovę;
• Genetinė genealogija: lyginant haplotipus galima nustatyti giminystės laipsnį ir bendrus protėvius;
• Forenzika: kartais naudojama papildoma žymenims identifikacijai regionuose, kur kitų duomenų nepakanka.

Y-chromosomos ir mitochondrijų haplotipai

Y chromosomos ir mitochondrijų DNR haplotipai turi specifinę reikšmę genealogijoje ir evoliucijoje, nes jie perduodami atitinkamai paternaline arba motinine linija praktiškai be rekombinacijos. Todėl jie leidžia atsekti tolimesnę giminystę ir migracijos kelius per daugelį kartų.

Apibendrinimas

Haplotipas — tai svarbus genetikos vienetas, atspindintis alelių arba SNP kombinaciją tam tikrame chromosomos regione. Jis padeda suprasti paveldimumą, identifikuoti ligų susijusius regionus, atsekti populiacijų istoriją ir pagerinti genotipų analizės tikslumą per fazavimą bei imputaciją. Tyrimai su haplotipais yra kertiniai tiek medicininės genetikos, tiek evoliucijos ir genealogijos srityse.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra haplotipas?

K: Kokia yra trumpoji haploidinio genotipo forma?

K: Kaip genetikoje naudojamas haplotipas?

K: Kaip, naudojant haplotipus, galima parodyti genetinio ryšio laipsnį?

K: Kokia yra antroji haplotipo reikšmė?

K: Kaip haplotipas naudojamas genetinės genealogijos projektuose?

K: Kodėl svarbu nustatyti haplotipus?

Paieška pagal raidę