SNP技术及发展和应用-课件

SNP技术及发展和应用技术及发展和应用 SNP技术及发展和应用 1SNP的概念的概念l单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP),主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。它是人类可遗传的变异中最常见的一种。占所有已知多态性的90%以上。SNP在人类基因组中广泛存在，平均每5001000个碱基对中就有1个，估计其总数可达300万个甚至更多。SNP的概念单核苷酸多态性(single nucleotid2SNPs几种几种检测方法检测方法一、区分一、区分SNPs 位点的方法位点的方法 1.基于杂交的方法 2.基于酶的方法 3.以构象为基础的方法 4.直接测序的方法二、检测分析技术二、检测分析技术 1.凝胶分析技术 2.荧光检测技术 3.DNA 芯片 4.质谱检测技术 SNPs几种检测方法3SNP检测方法检测方法 1.理想的检测SNP的方法 发现未知的SNP，或检测已知的SNP (1)灵敏度和准确度的要求（反应原理严紧）(2)快速、简便、高通量 (操作和分析的自动化程度高）(3)费用相对低廉SNP检测方法41.基于杂交的方法l原理:短的核苷酸探针探针在和互补的目的片段目的片段进行杂交时，完全匹配和有错配两种情况下，根据杂交复合体稳定性的不同而将SNP 位点检测出来。（差异越大，检测的特异性就越好）1.基于杂交的方法原理:52.基于酶的方法1）DNA聚合酶2）连接酶3）限制性内切酶4）外切酶FEN5）RNaseH2.基于酶的方法1）DNA聚合酶61）DNA聚合酶聚合酶l等位基因特异性PCRl多重等位基因特异性PCRlTaqman法l引物延伸法l焦磷酸测序法1）DNA聚合酶等位基因特异性PCR7等位基因特异性等位基因特异性PCR等位基因特异性PCR8Taqman 法法Taqman 法9SNP技术及发展和应用-课件10焦磷酸测序法焦磷酸测序法(Pyrosequencinq)lDNA 聚合酶、ATP 硫酸化酶(ATP sulfurylase)、荧光素酶(luciferase)和三磷酸腺苷双磷酸酶(apyrase)。l原理：DNA 聚合酶在一种dNTP的存在下进行引物延伸反应,而引物的成功延伸将伴随焦磷酸的释放,焦磷酸在荧光素酶的存在下能引发一种化学发光反应,通过发光计的实时监测来达到检测的目的。焦磷酸测序法(Pyrosequencinq)11基本步骤基本步骤1.1.测序引物和DNA模板杂交（PCR扩增的、单链的），与酶和底物孵育。2.2.四种dNTP（dATPS，dTTP，dCTP，dGTP）之一被加入反应体系，如与模板配对，与引物的末端形成共价键，dNTP的焦磷酸基团（PPi）释放出来。3.一系列的酶学反应，发出可见光信号。每个光信号的峰高与反应中掺入的核苷酸数目成正比。4.4.ATP和未掺入的dNTP由三磷酸腺苷双磷酸酶降解，淬灭光信号，并再生反应体系。5.然后加入下一种dNTP。基本步骤1.测序引物和DNA模板杂交（PCR扩增的、单链的）12SNP技术及发展和应用-课件13基于基于HRM技术的技术的SNP、突变和甲基化检测、突变和甲基化检测 l高通量、低成本高通量、低成本SNP、突变或甲基化检测方法、突变或甲基化检测方法l高分辨溶解曲线分析技术：基于高效稳健的PCR技术，HRM不受突变碱基位点与类型局限，无需序列特异性探针，在PCR结束后直接运行高分辨熔解，即可完成对样品突变、单核苷酸多态性-SNP、甲基化、HLA配型等的分析。基于HRM技术的SNP、突变和甲基化检测 高通量、低成本SN14lHRM的主要原理是根据DNA序列的长度，GC含量以及碱基互补性差异，应用高分辨率的熔解曲线对样品进行分析，极高的温度均一性和温度分辨率使分辨精度达到对单个碱基差异的区分 l序列比对-引物设计-DNA提取-荧光染料（EvaGreen 或LC green）PCR-结果分析。HRM的主要原理是根据DNA序列的长度，GC含量以及碱基互补15SNP技术及发展和应用-课件16DNA芯片芯片lDNA芯片(DNA chip)技术是近年来新开发的一种DNA序列变异检测工具。其主要原理是在一块小硅片上进行微阵列分析，让目标DNA与密集的多重寡核苷酸阵列进行杂交，进而检出SNP的有效方法。DNA芯片DNA芯片(DNA chip)技术是近年来新开发的17lAffymetrix生产出人类SPlP图谱分析芯片，商品名为GeneChipe HuSNPProbe Array。HuSNP芯片上集成了人类基因组22条人类常染色体及x染色体上近1500个单核苷酸多态性探针。使用时，用配套试剂盒中的引物进行多重PCR制备荧光标记的靶序列，一次杂交，即可得到样品的近1500个SNP信息。这种方法的分析速度比最好的自动化96道毛细管电泳快3倍以上，结果重复性好，难确率达98，与用传统方法进行同样工作相比，可以大量节约所需的试剂、样品，大大提高劳动效率。芯片上的SNP位点由Whitehead研究所MIT基因组研究中心提供配套分析软件。Affymetrlx还为初始用户提供技术培训与支持。Affymetrix生产出人类SPlP图谱分析芯片，商品名为18SNP在畜牧中的应用在畜牧中的应用l分析病毒、细菌基因的多态性，有助于人们了解病毒、细菌的感染发病机制与耐药性机制。l对于耐药基因的检测可从两个方面实现：一是通过基因表达诺芯片检测药物诱导基因表达的改变来分析其耐药性；二是寡核苷酸芯片检测基因组序列的SNP位点来分析耐药性。目前已经生产出乙肝耐药、结核杆菌耐药以及艾滋病耐药的SNP检测基因芯片，用于指导临床对病人实施个体化治疗。SNP在畜牧中的应用分析病毒、细菌基因的多态性，有助于人们了19SNP在牛在牛QTL定位上的应用定位上的应用l出生体重、断奶前日增重和饲养期日增重是对肉牛生产有重要影响的生长性状，这些基因QTL定位将提高育种进程，在育种过程中应给予考虑。U等(2002a，b)将出生重、断奶前日增重及饲养期日增重的QTL已经精确定位于牛5号染色体上。Li等(2004)研究表明，my5基因的SNP与生长性状之间显著相关。WGe等(2000)根据牛生长激素受体基因cDNA序列和人类的生长激素受体基因序列设计特异性引物，利用PCRRFLP技术，检测到了牛生长激素受体基因上的4个SNP，它们分别为TC(位于76bp)、GA(位于22bp)、TC(位于229bp)和AG(位于257bp)。SNP在牛QTL定位上的应用出生体重、断奶前日增重和饲养期20