Mikrosatelit
Mikrosateliti ili ponavljanje jednostavne sekvence, poznati i kao SSR (Simple Sequence Repeats) ili također SSLP – Simple sequence length polymorphism) su kratke, nekodirajuće sekvence DNK koje se često ponavljaju u genomu nekog organizma. Često je više ponavljanja fokusirano na istom genskom lokusu.[1][2]
Ponavljanje sekvence u mikrosatelitu je vrlo jednostavno. Sastoji se od 2-4 nukleotida i mogu se ponovo pojaviti i 10 do 100 put. Sekvenciranjem lokusa mikrosatelita, dobiju se sekvence, kao što su ...—A-T-T-A-G-T-A-G-T-A-G-T-A-G-T-A-G-T-A-G—...
Mikrosateliti su najčešći oblik ponavljanja DNK sekvenci.[3]
Najčešći ponavljajući dinukleotidi su tipa (C-A) i čine oko 0,5% genoma.
Klasifikacija
urediMikrosateliti se klasificiraju prema broju pripadajućih nukleotida za ponavljanje, kao što su: mono, di, tri, tetra, penta ili heksanucleotidi. Klasifikacija uključuje standarde: čisti ili savršen.
- Čisti ili savršeni : Jedan motiv se ponavlja n puta, kao (AC)9
- Čisti isprekidani: Jedan motiv s ponavlja n puta, gdje se nukleotidi ubacuju između različitih ponavljanja, npr(CA)2AA(CA)12
- Miješani: Dva ili više ponavljanja motiva u seriji, , kao (GT)2(TG)10
- Miješani isprekidani: Najmanje jedan od razloga predstavlja prošarano-isprekidanog pojavljivanja nukleotida, npr: (CT)4(GT)2CTAT(GT)15
- Kompleksni: Kombinacije bilo kojeih od navedenih klasa, bez ikakvog definiranog obrasca u poretku, npr. (ACC)8 TG (GA)12 (TTA)5 GC (TTA)4
Analiza mikrosatelita
urediU SAD-a postoji DNK baza podataka za potrebe kriminalistike, pod nazivom CODIS (eng. COmbined DNA Indexing System) koji za analizu pruža 13 STR prisutnik na hromosomima 11 i 23.
STR lokusi koje CODIS koristi u DNK testovima, 13 od 11 hromozoma, su:
| STR | Homosom | Broj ponavljanja |
| TAGA | 5 | 5 -16 |
| TCAT | 11 | 3 - 14 |
| GAAT | 2 | 4 - 16 |
| CTTT | 4 | 12 - 51 |
| TCTG/TCTA | 12 | 10 - 25 |
| TCTG/TCTA | 3 | 8 - 21 |
| TCTG/TCTA | 8 | 7 - 20 |
| TCTG/TCTA | 21 | 12 - 41 |
| AGAT | 5 | 7 - 18 |
| GATA | 7 | 5 - 16 |
| TACT | 13 | 13 - 16 |
| GATA | 18 | 5 - 16 |
| AGAA | 18 | 7 - 39 |
Još jedan marker – amelogenin (AMEL) identificira spol osobe, jer je odgovarajući gen okružen sekvencama koje su međusobo malo drugačije na heterohromosomima X i Y. Njihovo određivanje i odvajanje ukazuje na spol testirane osobe. Razni STR se prethodno analiziraju ukupno, a zatim specifične sekvence za svaki STR i identičnost kod različitih osoba, osim rijetkih mutacija. Takve sekvence hybridiziraju sa prajmerima, specijalno dizajniranim da ne ometaju jedni druge i da bi se razlike u dužini različitih STR podvrgle PCR.
Ako se dobije adekvatna količina STR, kapilarna elektroforeza će dati niz bendova koji odgovaraju različitim dužinama istog STR. Usporedba ovih bendova DNK osumnjičenog sa onima u DNK preuzete na mjestu zločina, može, u vođenom sporu ili testu, dovesti do pripisivanja ili odricanje (odgovornosti). Trebe uzeti u obzir činjenicu da hromozomi majki i očevi mogu biti homozigotni ili heterozigotni za slijed STR. U prvom slučaju imamo samo jedan bend za marker, u drugom, umjesto toga, ispolje se dva (možda nešto manje izražena) i različit broj ponavljanja u odgovarajućim homolozima očeva i majki.
Primjena
uredi
Uzorci su dobijeni na 5% poliakrilamidnom gelu i vidljio obojeni srebrom.
Mikrosateliti manje ili više distribuirani širom genoma eukariota, a u nihovom prisustvo u telomerim regijama opisane su mnoge pridruženih bolesti . Međutim, čak i funkcionalni značaj ovih sekvenci nije poznat, iako je najprihvaćenija hipoteza sugerira da se mogu odnositi na pakovanje i kondenzaciju DNK u hromosomu , iako s niskim frekvencijama u kodirajučim regijama, a možda i u telomerama . Njegove posebne prednosti u proučavaju polimorfizma su niska cijena i kodominantnost pa je upotreba mikrosateliti je imala veliki uticaj na proučavanje genetike životinja, biljaka i ljudi, samog otkrića 1989. godine.[4]
U studijama povezanosti, u kojima su proučavane porodice sa koncentriranim bolestima, opisana je vezanost ovih markera sa monogenskim ili oligogenskim bolestima. Tako su geni BRCA1 i BRCA2 nađen uz rak dojke ili MSH2 (stimulirajući hormon melanocita).
Mikrosateliti su upotrebljivi za genetičke analize, jer je broj ponavljanja individualno drugačiji i zato se segmentiranjem DNK restrikcijskim enzimima, kod različitih jedinki, dobiju fragmenti različitih dužina. Na ovaj način se jednostavno identificiraju polimorfizmi DNK molekula. Analiza dužine mikrosatelita u određenom mjestu ( genskom lokusu) u određenom genomu se odvija putem polimerazne lančane reakcije (PCR). U ovom slučaju, upotrebljavaju se kratki sintetički oligonukleotidi (tzv prajmeri, koji su komplementarni onima u DNK sekvenci na proučavanom mikrosatelitu. Dva (obično različita) PCR proizvoda mogu biti odvojeni u gelu, pri čemu se se određuje i njihova dužina.
Programi za mikrosatelite
uredi| Program | Algoritam | Savršeno | Nesavršeno | Veličina motiva, savršena | Veličina motiva, nesavršena | Potrebna biblioteka motiva | Ima alternativna prepoznavanja | Djelomično ili potpuno preklapanje mikrosatelita | Specijalne mogućnosti |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MISA | |||||||||
| Phobos | Tačno | Da | Da | 1 - >5000 | 1 - >50 | Ne | Da | Da | |
| REPuter | |||||||||
| SciRoKo | Tačno | Da | Da | 1-6 | 1-6 | Ne | ? | ? | Interaktivna analiza rezultata |
| Sputnik | Tačno | Da | Da | 1-5 | 1-5 | Ne | Ne | Ne | |
| Tandem Repeats Finder Arhivirano 24. 10. 2020. na Wayback Machine | Vjerovatno | Da | Da | 1-2000 | 1-2000 | Ne | Da | Da | |
| Troll | Tačno | Da | nein | 1-6 | - | Da | Ne | ? |
Reference
uredi- ^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-1-8.
- ^ Marjanović D., Primorac D. (2009): Molekularna forenzična genetika. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 978-9958-9344-6-9.
- ^ Jarne, P., Lagoda P. J. L. (1996): Microsatellites, from molecules to populations and back. Trends in Ecology and Evolution, 11 (10): 424–429. doi:10.1016/0169-5347(96)10049-5. PMID 21237902.
- ^ Vanhala T. Et al (1998): Evaluation of genetic variability and genetic distances between eight chicken lines using microsatellite markers. Poultry Science. 77: 783-790.