微衛星
編輯微衛星是一段重復的 DNA,其中某些 DNA 基序(長度范圍從 1 到 6 個或更多堿基對)重復,通常重復 5-50 次。 微衛星出現在生物體基因組的數千個位置。 它們比 DNA 的其他區域具有更高的突變率,從而導致高遺傳多樣性。 微衛星通常被法醫遺傳學家和遺傳系譜學稱為短串聯重復序列 (STR),或被植物遺傳學家稱為簡單序列重復序列 (SSR)。
微衛星和它們較長的表親,小衛星,一起被歸類為 VNTR(可變串聯重復序列數)DNA。 衛星 DNA 這個名稱是指早期觀察到,在試管中離心基因組 DNA,將大量 DNA 的顯著層與伴隨的重復 DNA 衛星層分開。
它們廣泛用于癌癥診斷、親屬關系分析(尤其是親子鑒定)和法醫鑒定中的 DNA 分析。 它們還用于遺傳連鎖分析,以定位導致特定性狀或疾病的基因或突變。 微衛星也用于種群遺傳學,以衡量亞種、群體和個體之間的相關性水平。
歷史
編輯雖然xxx個微衛星于 1984 年在萊斯特大學被 Weller、Jeffreys 和同事鑒定為人類肌紅蛋白基因中的多態性 GGAT 重復序列,但微衛星一詞是后來在 1989 年由 Litt 和 Luty 引入的。 衛星 DNA 這個名稱是指早期觀察到,在試管中離心基因組 DNA,將大量 DNA 的顯著層與伴隨的重復 DNA 衛星層分開。 1990 年代初,通過 PCR 進行 DNA 擴增的應用越來越廣泛,引發了大量研究,使用微衛星擴增作為法醫、親子鑒定和定位克隆的遺傳標記,以尋找性狀或疾病的潛在基因。 突出的早期應用包括通過微衛星基因分型鑒定一名英國謀殺案受害者的 8 歲骨骼遺骸(Hagelberg 等人,1991 年),以及二戰后逃往南美的奧斯維辛xxx醫生 Josef Mengele( Jeffreys 等人,1992 年)。
結構、位置和功能
編輯微衛星是一系列串聯重復(即相鄰)的 DNA 基序,長度范圍從 1 到 6 個或最多 10 個核苷酸(對于較長的小衛星的確切定義和描述因作者而異),并且通常重復 5– 50次。 例如,TATATATATA 序列是一個二核苷酸微衛星,而 GTCGTCGTCGTCGTC 是一個三核苷酸微衛星(A 是腺嘌呤、G 鳥嘌呤、C 胞嘧啶和 T 胸腺嘧啶)。 四個和五個核苷酸的重復單元分別稱為四核苷酸基序和五核苷酸基序。 大多數真核生物都有微衛星,但一些酵母物種除外。 微衛星分布在整個基因組中。 例如,人類基因組包含 50,000–100,000 個二核苷酸微衛星,以及較少數量的三核苷酸、四核苷酸和五核苷酸微衛星。 許多位于人類基因組的非編碼部分,因此不產生蛋白質,但它們也可以位于調節區和編碼區。
非編碼區的微衛星可能沒有任何特定功能,因此可能不會被選中; 這使它們能夠在幾代人之間不受阻礙地積累突變,并產生可用于 DNA 指紋識別和識別目的的變異性。 其他微衛星位于基因的調節側翼或內含子區域,或直接位于基因的密碼子中——此類情況下的微衛星突變可導致表型變化和疾病,特別是三聯體擴增疾病,如脆性 X 綜合征和亨廷頓舞蹈病。
端粒是 DNA 的線性序列,位于染色體的最末端,由于末端復制問題,在連續幾輪細胞分裂期間保護基因組材料的完整性(與鞋帶末端的肩帶不同)。 在白細胞中,端粒 DNA 的逐漸縮短已被證明與幾種樣本類型的衰老呈負相關。
端粒由重復 DNA 組成,在脊椎動物中具有六核苷酸重復基序 TTAGGG。 因此,它們被歸類為微型衛星。 同樣,昆蟲的端粒中有較短的重復基序,可以說是微衛星。
突變機制和突變率
編輯與僅影響單個核苷酸的點突變不同,微衛星突變會導致整個重復單元的增加或丟失,有時還會同時發生兩個或更多重復。 因此,預期微衛星位點的突變率不同于其他突變率,例如堿基替代率。
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