HAFTA III Bağlantı, Asosiyasyon, Haritalama - … · STR (Mikrosatelit) Kodlamayan bölgede...
-
Upload
truongkhanh -
Category
Documents
-
view
219 -
download
0
Transcript of HAFTA III Bağlantı, Asosiyasyon, Haritalama - … · STR (Mikrosatelit) Kodlamayan bölgede...
HAFTA III Bağlantı, Asosiyasyon,
Haritalama
Prof. Dr. Hilâl Özdağ
Biyoteknoloji ve Genetik I
T.H. Morgan ve A.H. Sturtevant 1911
Morgan’ın soruları: 1. Gen ayrılmasının kaynağı nedir?
• Janssens ve ark: kiyazma 2. Görünüşteki ayrılmanın frekansı, niçin çalışılan genlere bağlı olarak değişti?
• Bir kromozom boyunca birbirine nispeten yakın olan iki genin kendi aralarında kiyazma oluşturması, kromozomda birbirleri arasında daha uzak mesafede bulunan genlerinkine oranla daha azdır.
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
Rekombinasyon
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
Bağımlı düzenlenme
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
Değiş tokuş
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
Tam bağlantı/Bağımsız düzenlenme
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
Değiş Tokuşun Etkisi
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
Bağlantılı iki gen arasındaki uzaklık çok fazla olduğunda rekombinant gametlerin sayısı %50’ye ulaşır ama bu oranı geçmez. Eğer %50 oranında rekombinant oluşmuşsa dört tipi (ikisi atasal, ikisi rekombinant gamet) 1:1:1:1 oranı ile sonuçlanır. Böyle bir durumda bağlantılı iki genin aktarımı birbiriyle bağlantılı olmayan birbirinden bağımsız olarak açılım gösteren genlerin aktarımından ayırt edilemeyecektir.
Rekombinant/Non Rekombinant
Cis/Trans
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
Cis Rekombinant olmayan gametler ya iki yabanıl tip ya da iki mutant tip alleli alır. Trans Rekombinant olmayan gametler mutant allellerden birini veya diğerini alır.
Rekombinasyon
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
Rekombinasyon allellerin yeni kombinasyonlarla düzenlenmesi
durumudur. Bağımsız düzenlenme ile oluşmuş kromozomlar arası
(interkromozomal) rekombinasyon farklı kromozomlar üzerindeki
allellerin dağılmasıdır. Değiş tokuş ile oluşmuş kromozom içi
(intrakromozomal) rekombinasyon ise aynı kromozom üzerindeki
allellerin yeni kombinasyonlar oluşturmasıdır.
Rekombinasyon Sıklığı
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
Rekombinant sıklığı= (rekombinant döl sayısı/toplam döl sayısı)x%100
Genetik Harita
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
Genetik harita genlerin bir kromozom üzerindeki sırasını ve rekombinasyon
sıklığına göre aralarındaki yaklaşık uzaklığı verir. Genetik haritalarda
%1’lik rekombinasyon 1 harita birimine yani 1 sentimorgana eşittir. İki
gen arasındaki çift değiş tokuş saptanamaz bu nedenle uzak genler
arasındaki genetik uzaklık çok güvenilir olarak olarak hesaplanamaz.
Değiş Tokuş Tipleri
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
Üç Nokta Test Çaprazı
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
Rekombinasyon Sıklığı-Genlerin Yerleşim Sırası İki nokta test çaprazında rekombinasyon sıklıkları M ve N %22 M ve O %6 N ve O %16 N ve P %50 O ve P %50 M ve P %50 M, N, O ve P’nin sırası ve aralarındaki genetik uzaklık nedir?
M O N 6 16
B a ğ ı m s ı z d ü z e n l e n m e % 5 0 rekombinasyon sıklığı ile (bağlantısız) sonuçlanır.
50 + 52+ 5 + 3 755
X 100 = 14.56 st – ss distance
50 + 52 + 43 + 41 755
X 100 = 24.63 st – e distance
5 + 3 + 43+ 41 755
X 100 = 12.18 m.u. ss – e distance
st, e ve ss’ye göre
ss, e ve st’ye göre
e, st ve ss’ye göre
st ss e
24,63
14,56 12,18
50 + 52 + 43 + 41 + 5 + 3 + 5 + 3 755
X 100 = 26.75
Çift değiş tokuşlar için düzeltme
Üçlü Test Çaprazında Haritalama
Doğru Sıranın Belirlenmesi
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
Üç Nokta Haritalama • Dikkate alınan tüm lokuslar bakımından birey heterozigot
olmalıdır. Eğer herhangi bir lokusta homozigotluk olursa, ortaya çıkacak olan bütün gametler aynı alleli içerecekler ve dolayısıyla haritalama analizi engellenecektir.
• Çaprazlama deneyi bütün gametlerin genotipinin ortaya çıkan yavru bireylerin fenotiplerini gözlemlemek yoluyla doğru olarak saptanabileceği tarzda planlanmalıdır. Aksi takdirde gametler ve onların genotipleri asla doğrudan doğruya gözlenemez.
• Haritalama deneylerinde bütün değiş tokuş sınıflarının temsili bir örneğini bulmak için yeterli sayıda yavru bireyin oluşturulması gerekir.
• http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisamples/biology/biology.html
• http://www.wellscenter.iupui.edu/MMIA/cytogenetics/01_cytogeneticsbeg.swf
İNSAN GENOMUNDA HARİTALAMA
Somatik Hücre Hibridizasyonu
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
Somatik Hücre Hibridizasyonu
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
In Situ Hibridizasyon
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
http://www.wellscenter.iupui.edu/MMIA/cytogenetics/01_cytogeneticsbeg.swf
DNA Dizileme
Pozisyonel Klonlama
Pierce B., Genetics: A conceptual Approach,
Genetik Belirteçler RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) VNTR (Variable Number of Tandem Repeat)
Microsatellite Polymorphism SNP (Single Nucleotide Polymorphism)_ 10.000.000
STR (Short Tandem Repeat)_ 10.000
http://www.testadn.ch/images/profil.jpg
http://www.biology.arizona.edu/human_bio/activities/blackett2/gifs/blackett.gif
http://www.le.ac.uk/ge/maj4/SNP_STR.jpg
Varyasyon
Varyasyon Tipi Keşfedildiği veya sıklıkla kullanıldığı yıl
Birinci nesil RFLP (restriction fragment length polymorphism) 1980
İkinci nesil VNTR (Variable Number of Tandem Repeat) or Minisatellite
1985
Üçüncü nesil Microsatellite or STRP (Short Tandem Repeat Polymorphism)
1989
Dördüncü nesil
TNP (Single Nucleotide Polymorphism) 2000
Beşinci nesil CNV (Copy Number Variation) 2005
Altıncı nesil Whole Genome Sequencing günümüzde
RFLP Restriksiyon enzimleri ile oluşturulan parça uzunluklarındaki farklılıklar VNTR (Minisatelit) 15 veya 100 bç uzunluğunda genlerin içinde veya arasında olabilirler STR (Mikrosatelit) Kodlamayan bölgede (çöplük (junk) DNA) olan, değişik motif ve uzunluklardaki (2- 10 baz çift) ardışık, orta sıklıkta tekrarlayan nükleotid dizileridir TNP DNA sekansında tek bir nükleotidin (A, T, C veya G) farklı olma durumu (insan genomunda her ~300 bç de 1 TNP) CNV Her DNA’nın ~30,000 gen kodlaması ve genel olarak teoride genomda bir genden 2 kopya olması beklenir, fakat DNA’nın büyük bir kesiminde genler farklı kopya sayısında bulunurlar
• Mutasyon popülasyonda görülme sıklığı < %1 • Polimorfizm popülasyonda görülme sıklığı > %1 İnsan gene?k varyasyonlarını tespit edebilme ve ölçme yöntemlerinin gelişmesi bireyler arasındaki farklılıkları ve benzerlikleri çalışmamıza olanak tanır.
TNP, Mutasyon, MAF, Gobal MAF
G A
C T
C G
Değişim > %1 ise Polimorfizm Değişim < %1 ise Mutasyon
Transisyon Purin/Purin
Pirimidin/ Pirimidin
transversiyon
Purin/Primidin
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/variation/docs/glossary/#common
0,50
0,49
0,1
dbSNP = Common varyant (yaygın) MAF > % 1 Global minor allel frekansı (MAF) =0,49 – en sık rastlanan 2. allel
1000 Genome faz 1 rs222 raporu: "MAF/MinorAllelSayımı:G=0.262/330". rs222’nin minor alleli 'G‘ frekansı26.2% 629 kişilik örnek popülasyonda 330 kez 'G' gözlenmiştir
Popülasyonda en az yaygın allel frekansına MAF denir
TNP, Haplotip, Tag TNP
a. TNP’ler: 4 farklı insana ait aynı lokasyonda dört kromozomal bölgedeki TNP’ler. Dizinin çoğunluğu aynı olmasına rağmen varyasyonun olduğu 3 farklı baz gösterilmiştir. Her TNP 2 allel olasılığına sahiptir. 1. TNP’de C ve T alleleri mevcuttur. b. Haplotip Blokları: Haplotip blokları yan yana TNP’lerin kombinasyonudur. Örnek olarak 20 TNP bloğu temsili olarak gösterilmektedir, panel a’daki 3 temsili TNP b’de işaretlenmiştir. Bu panelde popülasyon üyeleri genelde 1-4 haplotipini göstermektedir. c. Tag TNP’ler : Bu 20 TNP içerisinden 3 tanesi 4 Haplotipi benzersiz olarak tanımlamaktadır. Eğer bir kromozomda A-T-C deseni var ise bu örnek haplotip1 olarak saptanır. (The International HapMap Project, December 2003
Varyasyonların Kullanım Alanları
1. Model bağımlı analizler (Parametrik Analizler): Kromozom yerleşimi kesin olarak bilinen bir gene?k gösterge kullanarak bu göstergenin kuşaklar boyunca birlikte kalıHlıp kalıHlmadığını gösterme esasına dayanmaktadır Aynı kromozom üzerinde birbirine çok yakın yerleşimli genlerin ya da polimorfik markırların mayoz sırasında parça değişimine uğraması (crossing over) ve birbirinden bağımsız olarak bir sonraki kuşağa kalıHlması çok zordur
Yani bir kromozom üzerinde birbirine çok yakın yerleşimli genler mayozda yeniden şekillenmezler ve yavru kuşağa daima birlikte aktarılırlar. Bu olaya bağlanHlı kalıHm (linkage) adı verilmektedir.
2. Modelden bağımsız analizler (Parametrik olmayan analizler): Hastalık ile gene?k gösterge arasında anlamlı bir ilişki bulunmaya çalışılır Asosiyasyon analizlerinde hastalıkla gene?k göstergenin kuşaklararası birlikte kalıHlması sınanmaz bunun yerine hastalığın ortaya çıkmasında rolü olabilecek genler belirlenir; bu aday genler içinde yer alan polimorfik DNA değişiklikleri saptanır ve bu değişikliği oluşturan aleli ile hastalık aleli arasında ilişki olup olmadığı araşHrılır Tam bağlanH durumunda gene?k gösterge aleleri ile hastalığın birlikte kalıHmı tamdır (Linkage).
LD: yeniden şekillenme olmaksızın TNP allel çiUleri için tesadüfi ilişkilendirilme ölçüsüdür
D’, r2, LOD ile ölçülür. Tag TNPler: bir haplo?p’i tanımlayabilmek için minimum TNP se?dir r2= 1 e eşit olduğunda iki TNP bolluk içerisindedir ve birin varlığı
diğerinin varlığına işaret eder.) LD
• gen haritalanmasında
• kompleks hastalıkların haritalanmasında
• genom boyunca ilişkilendirme çalışmalarında
• evrim çalışmalarında
Bağlantı Analizi
http://www.mdc-berlin.de/thierfelder/bilder/project4_g.jpg
Bağlantı analizi Hastalık patogenezinin verdiği ipuçları
Pozisyonel Klonlama
Pozisyonel aday
Biyolojik Aday
Bağlantı analizi Biyolojik adaylık Değerlendirilmesi ve lokus verisinin bütünleştirilmesi
İfade profillerinin genom Ebadında analizi, proteombilim, metabolombilim
“ÖNCE”
SİMDİ
http://www.accessexcellence.org/AE/AEPC/NIH/images/linkage-analysis.gif
http://genomebiology.com/content/figures/gb-2003-4-10-119-1.jpg