Docsity
Docsity

Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes

Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity


Consigue puntos base para descargar
Consigue puntos base para descargar

Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium


Orientación Universidad
Orientación Universidad


Genotipado de SNPs: Distribución, métodos y aplicaciones, Apuntes de Genética

Este documento aborda el tema de la distribución de snps (polimorfismos de un único nucleótido) en el genoma humano, sus características y métodos de genotipado. Se incluyen detalles sobre la identificación, análisis y detección de snps, así como sus aplicaciones en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades, personalización de tratamientos farmacológicos y predicción de respuesta individual a fármacos.

Tipo: Apuntes

Antes del 2010

Subido el 05/02/2010

sandra07-4
sandra07-4 🇪🇸

3 documentos

1 / 21

Toggle sidebar

Esta página no es visible en la vista previa

¡No te pierdas las partes importantes!

bg1
TEMA 4a. DETECCIÓ D’SNPs
Enric Fernández Mail: [email protected]
Despatx: C3-029 (Dilluns 11-13h)
PART 2:
4.Detecció d’SNPs
5.Hibridacions específiques d’al·lel i microarrays
6.Detecció de noves mutacions en gens d’interès
Polimorfismes:
VNTR (STR) RFLP
Delecions Insercions
Reordenaments cromosòmics
RFLP: Restriction fragment length polymorphisms
•Variacions de seqüències de dianes especifiques
•Baixa freqüència
•Distribució no homogènia
•Baix número d’al·lels
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Genotipado de SNPs: Distribución, métodos y aplicaciones y más Apuntes en PDF de Genética solo en Docsity!

TEMA 4a. DETECCIÓ D’SNPs

Enric Fernández Mail: [email protected] Despatx: C3-029 (Dilluns 11-13h)

PART 2:

4.Detecció d’SNPs 5.Hibridacions específiques d’al·lel i microarrays 6.Detecció de noves mutacions en gens d’interès

Polimorfismes:

VNTR (STR) RFLP

Delecions Insercions

Reordenaments cromosòmics

RFLP: Restriction fragment length polymorphisms •Variacions de seqüències de dianes especifiques •Baixa freqüència •Distribució no homogènia •Baix número d’al·lels

VNTR (minisatel·lits): Variable number tandem repeats •Repetició en tàndem de seqüències de unes desenes de bp. •106 predits a tot el genoma humà. •Distribuïts de forma discreta, a llocs concrets del genoma. •Utilitzats per proves forenses.

STR (microsatel·lits): Short tandem repeats •Repeticions en tàndem de 2-5 bp. •Alta freqüència (descrits alguns milers). •Distribució homogènia en tot el genoma •Presenten un gran número d’al·lels amb freqüències similars •Alta heterozigosi

Polimorfismes d’un únic nucleòtid (SNPs) •Els polimorfismes més freqüents del DNA són els SNPs (polimorfisme d’un únic nucleòtid) GTGGACGTGCTT[G/C]TCGATTTACCTAG •1 SNP cada 200-300bp •Baixa tassa de mutació: 10-8-10- •Típicament bial·lèlics (es poden trobar en freqüències properes al 50%) •Distribuïts per tot el genoma –Regions codificants –Regions no codificants

•Molts d’SNPs se troben associats a variacions fenotípiques –Predisposició a malalties –Susceptibilitat a factors ambientals –Resposta a fàrmacs –Caracterització genètica

  • El genotipatge d’haplotips associats a la variació ens és de gran ajut per:
    • Diagnòstic i prevenció de malalties complexes comuns
      • Identificació de marcadors de susceptibilitat a malalties complexes
      • Diagnòstic i tractament de malalties
    • Personalitzar tractaments farmacològics
      • Identificació de marcadors per a predir la resposta individual a fàrmacs
    • Identificació d’individus

Ús d’encebadors específics:

Algunes modificacions en les PCR especifiques d’al·lel

  • Amplificació de seqüències control: Polimorfisme del codó 72 del p
  • Ús d’encebadors específics de diferent grandària (MS-PCR)
  • Disseny d’encebadors específics en cadenes complementaries per tal d’obtenir productes d’amplificació de diferent grandària. Identificació d’una mutació que confereix susceptibilitat a la hemocromatosi:

ARMS multiplex (pacients de fibrosi quística)

Multiplex ARMS test to detect 12 cystic fibrosis mutations Set A amplifies DNA containing the 1717-G>A, G542X, W1282X, N1303K, F508del or 3849 +10kbC>T mutations Set B amplifies DNA containing the 621+1G>T, R553X, G551D, R117H, R1162X or R334W mutations and the normal alleleof F508del. Each product is a different size, so the nature of any mutation is revealed by the position of the band in the gel. Each tubealso amplifies two control sequences. Normal alleles of mutations other than F508del are not tested for. Sample 1: heterozygousfor F508del sample 3 is a compound heterozygote F508del / 1717-1 G>A sample 7 includes G542X (homozygousor heterozygous).

  • Marcat diferencial (p.e. amb diferents fluorocroms cada encebador específic) PCR específica de metilació: Tractament previ del DNA genòmic amb bisulfit sòdic
    • Desamina les C no metilades en U
    • Deixa inalterades les C metilades

MSP (PCR específica de metilació)

Anàlisi de les corbes de fusió amb SYBR Green I

Anàlisi de les corbes de fusió d’alta resolución (HRM)

  • Per l’anàlisi d’alta resolució precisem un termociclador amb:
  • Sistemes òptics d’elevada precisió
  • Sistemes de captura ràpida d’informació
  • Control molt precís de la temperatura
  • El SYBR Green I s’utilitza a baixes concentracions ja que pot inhibir la PCR a concentracions superiors.
  • Això permet la relocalització de les molècules del colorant durant la desnaturalització.
  • No permet una elevada resolució.
  • Altres colorants fluorescents (com Eva Green, SYTO9) son menys tòxics I poden saturar el DNA.
  • Això redueix la relocalització I permet una major resolució.

forward primer ; AAC TTG GCT TTA ATG GAC CTC CA reverse primer ; ACA TTC ATC CTT ACA TGG CAC CA amplicon sequence ; AAC TTGGCT TTA ATGGAC CTC CAA TTT TGA GTG TGC ACA AGC TAT [W]GA ACA CCA CGTAAG ACA TAA AAC GGC CAC ATA TGG TGC CATGTA AGG ATG AAT GT, where W is the IUPAC code for an A to T substitució.

Sondes d’hibridació (posibilitat de distingir diferents SNPs en la mateixa reacció, cada una tindrà una Tm diferent) Anàlisi de les corbes de fusió (melting)

La pendent de la corba de fusió ens indica la facilitat d’hibridació del DNA. La funció no depèn directament de la temperatura.

Detecció de mutacions en NAT

Polimorfisme:-acetiltransferasa 2

  • es basa en la competència entre les dues sondes.
  • La Tm de la sonda no coincident és menor que la Tm de la sonda que coincideix perfectament.
  • • Recocido / diferencia de temperatura de extensión permite la unión y separación correcta de la

sonda y la sonda incorrecta destabilisationof

TaqMan SNP genotyping:

No digereix:

Digereixllum:

Molecular Beacons:

És una sonda que conté SNP en forma de loop (target=DNA problema) Comprobem si la complementarietat amb el DNA és suficient per trencar el pont format en la molècula Beacon (entre l’extrem 3’ i 5’). Si és completament complementari es trenca el pontseparats el quencher i la molècula emisorasenyal. Les sondes que no s’uneixen (homozigot) no donen senyal. Això es fa en fase d’hibridació (la TaqMan s’usa en fase d’elongació.

Scorpion primers: Es basa en la autocomplementarietat. El primer té la seqüència del DNA que polimeritzem de nou, incluint l’SNP i un fluorocrom. A part, dissenyem una seqüència complementària a la seqüència extra del primer amb l’al·lel contrari i amb fluorocrom.

Aplicacions de la PCR a temps real:

▲ Determinació de la identitat en loci HLA altament polimòrfics

▲ Seguiment posterior al transplantament d’òrgans.

▲ Seguiment del quimerisme després del HSCT

▲ (^) Control de restes de la malaltia després del HSCT

▲ Genotipatge (discriminació al·lèlica)

  • Trisomies i monosomies.
  • Mocrodelecions genotipiques.
  • Halotipatge.
  • Anàlisi quantitatiu de microsatèl·lits.
  1. Discriminació dels dos al·lels: per a discriminar les formes al·lèliques se solen utilizar 4 estratègies: - Extenció específica d’al·lel d’un encebador.
  • Lligació d’oligonucleòtids (un d’ells específic d’al·lel). Ús de tècniques enzimàtiques
  • Talls enzimàtics específics d’al·lel
  • Hibridacions especifiques d’al·lel (ASO) Ús d’oligos com a sondes
  1. Identificació del producte específic d’al·lel
  • Els mètodes més usuals per a la detecció són:
  • Espectrometría de masses
  • Fluorescencia
  • FRET
  • Luminiscencia
  • Format de l’assaig
  • Sòlid:
  • Ús d’un suport sòlid
  • Homogeni
  • Tots els reactius junts
  • Semi-homogeni:
  • Sense suport sòlid i els reactius s’afegeixen seqüencialment

Diferents estratègies amb diferents combinacions:

▲ Discriminació

▲ (^) Detecció/identificació

▲ Format

Discriminació dels al·lels d’un SNP:

Diferents estratègies amb diferents combinacions

BeadArray technology Arrays d’alta densitat amb sondes d’oligonucleòtids adherís en superficie: (a)Sentrix Array Matrix 96/384/1536 pouets (b) Sentrix BeadChip 16

  • Espectrometria de masses: MassExtended
    • E spot fer una anàlisi múltiple si s’utilitzen olgos de diferent pes molecular
    • Es pot detectar metilacions sobre un DNA prèviament tractat amb bisulfit sòdic.

Microarrays and fluorescence detection

  • APEX (arayed primer extensión)
    • Els primers són fixats sobre el suport físic (chip)
    • S’afegeix el DNA diana, la polimerasa i els ddNTPs marcats amb fluorocroms.
    • Es dona la extensió d’un NT
    • S’evalua la fluorescencia.

Miniseqüenciació:

PIROSEQÜENCIACIÓ

Elements necessaris per a la piroseqüenciació

  • DNA amplificat per PCR
  • Encebador de seqüenciació
  • dNTPs
  • enzims:
    • polimerasa de DNA
    • sulfurilasa s’ATP
    • luciferasa
    • apirasa
  • substrats:
    • APS (adenosina 5’ fosfosulfat)
    • Luciferina *principal inconvenient: no podem detectar més d’un SNP cada cop.

S’afegeix a la reacció el primer dels desoxinucleotids trifosfat (dNTP). La polimerasa de DNA catalitza l’icorporació del desoxirribonucleotid al DNA si és complementari a la cadena motlle. Cada incorporació va acompanyada de l’alliberament d’un pirofosfat (PPi) en quantitat equimolar a la quantitat de nucleotid incorporat.

  • L’ATP sulfurilasa converteix el PPi a ATP en presencia d’adenosina 5’ fodfosulfat (APS).
  • Aquest ATP permet que la luciferasa converteixi la luciferina en oxiluciferina que genera llum visible en quentitat proporcional a la d’ATP.
  • La llum és detectada i quantificada per una camera CCD que pot ser visualitzat com un pic en un picograma.
  • L’alçada del pic està en funció de la quantitat de nucleòtids incorporats.
  • L’apirasa degrada continuament als dNTPs no incorporats.
  • Quan s’ha completat la degradació s’afegeix un nou dNTP.

Exemple de pirograma:

L’altura dels pics ens indiquen quantes bases iguals seguides hi ha. Si hi ha un SNP, la intensitat del pic será intermitja. Els pics petits son bacground. En aquest exemple no hi ha SNPs.

  • Quan es barrejen els oligos amb el DNA diana, els oligos polimòrfics competeixen per hibridar

amb el DNA diana.

  • L’oligo d’extrem 3’ complementari amb l’SNP hibridarà just adjacent a l’oligo comú, quedant

un “nick” entre ells.

  • La DNA lligasa unirà covalentment els dos oligos al resoldre el “nick”.
  • L’ús d’una DNA lligasa termoestable permet cicles termals repetitius que resulta en un

increment lineal dels productes de lligació. Lligació de dos oligonucleòtids adjacents per aparellament perfecte. L’extrem 3’ de l’oligo ha de coincidir amb a posició d’SNP. Generem 2 sondes per aquest oligo (A i T). Per detectar aquest sistema, podem usar la TaqMan, la PCR específica d’al·lel, sondes d’hibridació (FRET), ...

LCR:

  • El mateix principi que OLA.
  • Si les dues cadenes del DNA diana s’usen com a blanc d’hibridació dels oligos, l’increment

dels productes de lligació pot ser exponencial.

  • Els productes de lligació d’un cicle poden actuar com a blanc d’hibridació pels oligos en la

següent ronda de lligació.

  • Detecció: alt nombre de mètodes:
    • Fluorescència:
      • Oligos polimòrfics marcats amb fluorocroms i modificadors de mobilitat units

a l’oligo comú.

  • Separació dels productes de lligació en una electroforesi desnaturalitzant i

posterior detecció per fluorescència.

  • Permet analitzar varis SNPs.
  • FRET
  • Fluorocroms (marcadors) units en 5’ de l’oligo comú i en 3’ dels oligos

polimòrfics.

  • La lligació permet FRET entre ells.
  • Oligonucleòtids Padlock
  • Oligo: dues seqüències flanquejants unides per una regió “linker” que

reconeixen seqüències adjacents en el DNA diana.

  • L’oligo recircularitza en 100 complementarietat i es resol el “nick”.
  • “rolling circle amplification”. S’amplifica l’oligo padlock usant encebadors

específics.

  • No requereix amplificació (PCR) prèvia del DNA diana.

si hi ha lligació --> circular si no hi ha lligació --> lineal: no amplificarà perquè la polimerasa no pot fer la volta sencera, amplifica linealment però no exponencialment. Assaig “invader”: usa l’efecte que té la unió específica en l’estructura secundària.

  • Una tecnologia molecular única i patentada.
  • Reconeixement de l’estructura específica i digestió per l’enzim Cleavase (R).
  • Reacció isotèrmica d’amplificació de senyalo que no requereix PCR.
  • Molt senzill de realitzar i amb poca manipulació.
  • Detecció mitjançant fluorescència.
  • Es necessita gran quantitat de molècules diana per generar una señal fluorescent detectable en un plaç raonable. Necessitat d’una amplificació prèvia per PCR de la regió diana.
  • Requeriment de dues sondes específiques de dos al·lels (una per a cada al·lel d’SNP). Augment significatiu del cost de l’assaig.

Base: reconeixement d’una estructura específica que digereix una endonucleasa: “clavasa”. Es requereixen dos oligonucleòtids:

  • Oligonucleòtid invasor: Tm superior a la de l’assaig.
  • Oligonucleòtid sonda: a la temperatura de l’assaig s’associa i dissocia freqüentment. Reacció invader pas a pas:
  1. L’oligo invader s’uneix al DNA diana:
  2. La sonda 1 s’uneix al DNA diana i es forma l’estructura tridimensional. Durant les unions de la saonda, aquesta es digereix en cas d’adoptar l’estructura correta. La taxa de digestió és d’unes 3.000 molècules en 90 minuts per cada molècula blanc.
  3. L’enzim cleavase reconeix l’estructura invasiva i talla la primera sonda alliberant el braç que conté la seqüència Flap.
  4. Aquesta seqüència de la primera sonda s’uneix per complementarietat amb una seqüència FRET formant l’estructura invasiva.
  5. Aquesta estructura és reconeguda per la Cleavase i talla el cassette FRET, separant- se el fluorocrom i el quencher.
  6. Detecció de la fluorescència --> si se separen el fluorocrom del quencher es dona fluorescencia.

▲ Avantatges de l’assaig invader:

  • Precisió superior
  • Simplicitat de l’assaig isotèrmic
  • Resultats fiables
  • Màxima eficiència en el laboratori ▲ Inconvenients:
  • Principalment que requereix reaccions independents per SNP i mostra (baix rendiment).
  • Alta quantitat de DNA requerit.