ХАПЛОТИП: МЕТОДЕ ИСПИТИВАЊА, ДИЈАГНОЗЕ, БОЛЕСТИ, ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Хаполотип је региону генома који тежи да се наследи заједно кроз више генерација; обично је све на истом хромозому. Хаплотипови су производ генетске повезаности и остају нетакнути током генетске рекомбинације.

Реч "хаплотип" потиче од комбинације речи "хаплоид" и речи "генотип". "Хаплоид" се односи на ћелије са једним сетом хромозома, а "генотип" се односи на генетску структуру организма.

Шема расподјеле хаплотипова И хромозома у азијској популацији (Извор: Моогалорд путем Викимедиа Цоммонс) Након дефиниције, хаплотип може описати пар гена или више који се насљеђују заједно на хромосому од родитеља, или може описати хромозом који је у целости наслеђен од родитеља, као што је И хромозом код мушкараца.

На пример, када хаплотипови деле гене за две различите фенотипске особине, као што су боја косе и боја очију, особе које поседују ген за боју косе такође ће имати други ген за боју очију.

Хаплотипови су једно од алата који се данас највише користе за проучавање родословља, за праћење порекла болести, за карактеризацију генетске варијабилности и филогеографије популација различитих врста живих бића.

Постоји више алата за проучавање хаплотипова, један од тренутно коришћених је „Хаплотипе мап“ (ХапМап), што је веб страница која омогућава утврђивање који су сегменти генома који су хаплотипови.

Методе проучавања

Хаплотипови представљају прилику за разумевање наслеђивања гена и њиховог полиморфизма. Откривањем технике "Полимеразне ланчане реакције" (ПЦР), постигнут је велики напредак у истраживању хаплотипова.

Тренутно постоје бројне методологије за проучавање хаплотипова, неке од најистакнутијих су:

Секвенце ДНК и детекција полиморфизама са једним нуклеотидом (СНПс)

Развој технологија следеће генерације представљао је велики скок за проучавање хаплотипова. Нове технологије омогућавају откривање варијација до једне базе нуклеотида у одређеним регионима хаплотипа.

У биоинформатици се термин хаплотип такође користи за означавање наслеђивања групе једноструких нуклеотидних полиморфизама (СНПс) у ДНК секвенци.

Комбиновањем програма биоинформатике са детекцијом хаплотипа коришћењем секвенцирања следеће генерације, положај, замена и ефекат сваке промене базе у геному популације могу се тачно идентификовати.

Микросателити (ССРС)

Микросателити или ССРС потичу своје име од енглеског „С имплементација понављања редоследа и кратког тандема“. Ово су кратке нуклеотидне секвенце које се узастопно понављају у области генома.

Уобичајено је пронаћи микросателите унутар некодирајућих хаплотипова, па се детекцијом варијација у броју микросателитских понављања могу уочити различити алели у хаплотиповима појединаца.

Молекуларни микросателитски маркери развијени су за откривање безброј хаплотипова, од пола биљака као што је папаја (Царица папаиа), до откривања људских болести као што је српаста ћелија.

Појачани полиморфизми дужине фрагмента (АФЛП)

Ова техника комбинује амплификацију са ПЦР реакцијама са варењем ДНК са два различита рестрикциона ензима. Техника открива полиморфне локусе у хаплотиповима према различитим местима цепања у ДНК секвенци.

Да бисмо боље приказали технику, замислимо три фрагмента тканине исте дужине, али исечене на различитим местима (ови фрагменти представљају три фрагмента хаплотипа ојачана ПЦР-ом).

Док се тканина сече, добиће се многи комади различитих величина, јер је свака тканина сечена на различитим местима. Поредајући фрагменте према врсти тканине из које долазе, можемо видети где су разлике између тканина или у хаплотиповима.

Дијагнозе и болести

Важна предност генетичког проучавања хаплотипова је та што оне остају готово нетакнуте или непромијењене хиљадама генерација и то омогућава идентификацију удаљених предака и сваке мутације које појединци доприносе развоју болести.

Хаплотипови у човечанству варирају у зависности од раса и на основу тога прво су детектовани гени унутар хаплотипова који изазивају тешке болести код сваке људске расе.

Пројект ХапМап обухвата четири расне групе: Европљани, Нигеријци, Јоруба, Хан Кинези и Јапанци.

На овај начин, ХапМап пројекат може обухватити различите групе становништва и пратити порекло и развој многих наслеђених болести које погађају сваку од четири расе.

Једна од болести која се најчешће дијагностикује коришћењем хаплотипске анализе је српаста ћелија код људи. Ова болест дијагностицира се праћењем учесталости афричких хаплотипова у популацији.

Будући да је болест поријеклом из Африке, препознавање афричких хаплотипова у популацији олакшава проналажење људи који имају мутацију у генетском слиједу за бета глоболе у ​​еритроцитима у облику српа (карактеристично за патологију).

Примери

Са хаплотиповима се граде филогенетска стабла која представљају еволуцијске односе између сваког хаплотипа пронађеног у узорку хомологних молекула ДНК или исте врсте, у региону који има мало или нимало рекомбинације.

Једна од најгледанијих грана путем хаплотипова је еволуција људског имунолошког система. Хаптотипови који кодирају рецептор налик ТОлл-у (кључна компонента урођеног имуног система) идентификовани су за генима неандерталца и Денисована.

Ово им омогућава да прате како су се генетске секвенце у „модерној“ људској популацији промениле од секвенце хаплотипа које одговарају „прецима“ људи.

Изградњом мреже генетских односа из митохондријских хаплотипова проучава се како се ефекат оснивача дешава у врстама, јер то омогућава научницима да утврде када су се популације престале размножавати међу собом и етаблирале се као засебне врсте.

Распрострањеност Хаплотипа Р (И-ДНК) у аутохтоним популацијама (Извор: Маулуциони, виа Викимедиа Цоммонс) Разноликост хаплотипа користи се за праћење и проучавање генетске разноликости животиња које се узгајају у заточеништву. Ове технике се користе посебно за врсте које је тешко надгледати у дивљини.

Животињске врсте попут морских паса, птица и великих сисара попут јагуара, слонова, између осталог, непрестано се генетски процењују путем митохондријских хаплотипа како би се надгледао генетски статус популација у заточеништву.

Референце

1. Бахло, М., Станковицх, Ј., Спеед, ТП, Рубио, ЈП, Бурфоот, РК, & Фооте, СЈ (2006). Откривање широког дељења хаплотипа у геному користећи податке СНП или микросателитског хаплотипа. Хумана генетика, 119 (1-2), 38-50.
2. Даннеманн, М., Андрес, АМ, Келсо, Ј. (2016). Интрогресија хаплотипа сличних неандерталима и Денисовану доприноси адаптивној варијацији у људским рецепторима сличним за Толл. Амерички часопис за хуману генетику, 98 (1), 22-33.
3. Де Вриес, ХГ, ван дер Меулен, МА, Розен, Р., Халлеи, ДЈ, Сцхеффер, Х., Лео, П., … и те Меерман, ГЈ (1996). Хаплотип идентитета између појединаца који деле ЦФТР мутацију алела "идентичан по пореклу": демонстрирање корисности концепта дељења хаплотипа за мапирање гена у стварној популацији. Хумана генетика, 98 (3), 304-309
4. Дегли-Еспости, МА, Леавер, АЛ, Цхристиансен, ФТ, Витт, ЦС, Абрахам, Љ и Давкинс, РЛ (1992). Сродни хаплотипи: сачувани популација МХЦ хаплотипови. Хумана имунологија, 34 (4), 242-252.
5. Стипендисти, МР, Хартман, Т., Хермелин, Д., Ландау, ГМ, Росамонд, Ф., и Розенберг, Л. (2009, јун). Хаплотип закључак ограничен веродостојним подацима о хаплотипу. У Годишњем симпозијуму о комбинаторном узорку (стр. 339-352). Спрингер, Берлин, Хајделберг.
6. Габриел, СБ, Сцхаффнер, СФ, Нгуиен, Х., Мооре, ЈМ, Рои, Ј., Блуменстиел, Б., … и Лиу-Цордеро, СН (2002). Структура блокова хаплотипа у људском геному. Наука, 296 (5576), 2225-2229.
7. Међународни конзорцијум ХапМап. (2005). Халотипска карта људског генома. Природа, 437 (7063), 1299.
8. Винне, Р., и Вилдинг, Ц. (2018). Разноликост хаплотипа митохондријске ДНК и порекло заробљених морских морских паса (Царцхариас таурус). Јоурнал оф Зоо анд Акуариум Ресеарцх, 6 (3), 74-78.
9. Иоо, ИЈ, Танг, Ј., Каслов, РА, Зханг, К. (2007). Закључивање хаплотипа за садашње одсутне податке о генотипу користећи претходно идентификоване хаплотипове и хаплотипне обрасце. Биоинформатицс, 23 (18), 2399-2406.
10. Млади, НС (2018). Апластична анемија. Тхе Нев Енгланд Јоурнал оф Медицине, 379 (17), 1643-1656.