Matriz SNP - SNP array

Em biologia molecular , SNP array é um tipo de microarray de DNA que é usado para detectar polimorfismos dentro de uma população. Um polimorfismo de nucleotídeo único (SNP), uma variação em um único local no DNA , é o tipo de variação mais frequente no genoma. Cerca de 335 milhões de SNPs foram identificados no genoma humano , 15 milhões dos quais estão presentes em frequências de 1% ou mais em diferentes populações em todo o mundo.

Princípios

Os princípios básicos da matriz SNP são iguais aos do microarray de DNA. Estes são a convergência de hibridização de DNA , microscopia de fluorescência e captura de DNA de superfície sólida. Os três componentes obrigatórios das matrizes SNP são:

  1. Uma matriz contendo sondas imobilizadas de oligonucleotídeo específico para alelo (ASO).
  2. Sequências de ácido nucleico fragmentadas do alvo, marcadas com corantes fluorescentes.
  3. Um sistema de detecção que registra e interpreta o sinal de hibridização .

As sondas ASO são frequentemente escolhidas com base no sequenciamento de um painel representativo de indivíduos: as posições que variam no painel em uma frequência especificada são usadas como base para as sondas. Os chips SNP são geralmente descritos pelo número de posições SNP que analisam. Duas sondas devem ser usadas para cada posição SNP para detectar ambos os alelos; se apenas uma sonda fosse usada, a falha experimental seria indistinguível da homozigosidade do alelo não testado.

Formulários

Perfil de número de cópia de DNA para a linha celular de câncer de mama T47D (Affymetrix SNP Array)
Perfil LOH para a linha celular de câncer de mama T47D (Affymetrix SNP Array)

Uma matriz SNP é uma ferramenta útil para estudar pequenas variações entre genomas inteiros . As aplicações clínicas mais importantes dos arranjos SNP são para determinar a suscetibilidade a doenças e para medir a eficácia de terapias medicamentosas projetadas especificamente para indivíduos. Na pesquisa, os arranjos SNP são usados ​​com mais frequência para estudos de associação de todo o genoma . Cada indivíduo tem muitos SNPs. A análise de ligação genética baseada em SNP pode ser usada para mapear loci de doenças e determinar genes de susceptibilidade a doenças em indivíduos. A combinação de mapas SNP e arranjos SNP de alta densidade permite que os SNPs sejam usados ​​como marcadores para doenças genéticas que possuem características complexas . Por exemplo, estudos de associação de todo o genoma identificaram SNPs associados a doenças como artrite reumatóide , câncer de próstata . A matriz SNP também pode ser usada para gerar um cariótipo virtual usando software para determinar o número de cópias de cada SNP na matriz e, em seguida, alinhar os SNPs em ordem cromossômica.

Os SNPs também podem ser usados ​​para estudar anormalidades genéticas no câncer. Por exemplo, matrizes SNP podem ser usadas para estudar a perda de heterozigosidade (LOH). LOH ocorre quando um alelo de um gene sofre mutação de forma deletéria e o alelo de funcionamento normal é perdido. LOH ocorre comumente na oncogênese. Por exemplo, genes supressores de tumor ajudam a impedir o desenvolvimento do câncer. Se uma pessoa tiver uma cópia mutada e disfuncional de um gene supressor de tumor e sua segunda cópia funcional do gene for danificada, ela terá maior probabilidade de desenvolver câncer.

Outros métodos baseados em chip, como a hibridização genômica comparativa, podem detectar ganhos ou deleções genômicas que levam a LOH. Matrizes SNP, no entanto, têm uma vantagem adicional de serem capazes de detectar LOH de cópia neutra (também chamada de dissomia uniparental ou conversão de gene). O LOH neutro de cópia é uma forma de desequilíbrio alélico. No LOH de cópia neutra, um alelo ou cromossomo inteiro de um dos pais está ausente. Este problema leva à duplicação do outro alelo parental. O LOH de cópia neutra pode ser patológico. Por exemplo, digamos que o alelo da mãe seja do tipo selvagem e totalmente funcional, e o alelo do pai seja mutado. Se o alelo da mãe estiver faltando e a criança tiver duas cópias do alelo mutante do pai, a doença pode ocorrer.

Matrizes SNP de alta densidade ajudam os cientistas a identificar padrões de desequilíbrio alélico. Esses estudos têm usos prognósticos e diagnósticos potenciais. Como o LOH é tão comum em muitos cânceres humanos, os arranjos SNP têm grande potencial no diagnóstico de câncer. Por exemplo, estudos recentes de matriz SNP mostraram que tumores sólidos , como câncer gástrico e câncer de fígado, mostram LOH, assim como doenças malignas não sólidas, como malignidades hematológicas , ALL , MDS , CML e outros. Esses estudos podem fornecer informações sobre como essas doenças se desenvolvem, bem como informações sobre como criar terapias para elas.

O cruzamento de várias espécies de animais e plantas foi revolucionado pelo surgimento de matrizes SNP. O método é baseado na previsão do mérito genético, incorporando relações entre indivíduos com base em dados de matriz SNP. Este processo é conhecido como seleção genômica. As matrizes específicas de cada cultura encontram uso na agricultura.

Referências

Leitura adicional