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火石研究院|SNP检测方法盘点_碱基_探针

雨夜梧桐 2025-01-18 14:35:45 0

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1 什么是SNP?

单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP),指由于单个核苷酸碱基的改变而导致的核酸序列的多态性。
在不同个体的同一条染色体或同一位点的核苷酸序列中,绝大多数核苷酸序列同等而只有一个碱基不同的征象,即SNP,它包括单碱基的转换,颠换、插入及缺失落等形式。

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2 SNP检测方法有哪些?

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(图片来自网络侵删)

SNP检测方法浩瀚,大约有20多种。
总体来说,检测SNP大概有3种路子:a通过检测未知突变(以构象为根本)路子,比如变性梯度凝胶电泳(DGGE)、化学或酶错配润色剖析、单链构象多态性(SSCP)、变性高效液相色谱等; b通过已知多态性检测(以凝胶为根本)路子,包括PCR,RFLP、寡核苷酸连接剖析等;c通过检测非凝胶高通量路子,包括TaqMan核酸酶等位基因特异性杂交剖析、DNA芯片、直接测序和质谱技能等。
目前针对消费者SNP检测运用最为广泛的为DNA芯片法,包括Thermo Fisher公司的原位芯片和Illumina公司的微珠芯片。

3 不同检测方法的检测事理是什么?

3.1 限定性片段长度多态性法PCR-RFLP:

事理:利用限定性内切酶的酶切位点的特异性,用两种或两种以上的限定性内切酶浸染于同一DNA片断,如果存在SNP位点,酶切片断的长度和数量则会涌现差异,根据电泳的结果就可以判断是否SNP位点。

特点:该技能运用的条件是SNP的位点必须含有该限定内切酶的识别位点,它是SNP筛查中最经典的方法之一。

3.2 单链构象多态性法PCR-SSCP:

事理:单链DNA在中性条件下会形成二级构造,不同的二级构造在电泳中会涌现不同的迁移率。
这种二级构造依赖于碱基的组成,单个碱基的改变也会影响其构象,终极会导致在凝胶上迁移速率的改变。
在非变性聚丙烯酰胺凝胶上,短的单链DNA和RNA分子依其单碱基序列的不同而形身分歧的构象,这样在凝胶上的迁移速率不同,涌现不同的条带,检测SNP。

特点:由于该方法大略快速,因而被广泛利用于未知基因突变的检测。
这种方法的弊端在于不能确定突变类型和详细位置。

3.3 等位基因特异性PCR

事理:根据SNP位点设计特异引物,个中一条链(特异链)的3′末端与 SNP位点的碱基互补(或相同),另一条链(普通链)按常规方法进行设计,因此,AS-PCR技能是一种基于SNP的PCR标记。
由于特异引物在一种基因型中有扩增产物,在另一种基因型中没有扩增产物,用凝胶电泳就能够很随意马虎地分辨出扩增产物的有无,从而确定基因型的SNP。

3.4 SNaPshot法

该技能基于荧光标记单碱基延伸事理的分型技能,也称小测序,紧张针对中等通量的SNP分型项目。
在一个含有测序酶、四种荧光标记ddNTP、紧临多态位点5’-真个不同长度延伸引物和PCR产物模板的反应体系中,引物延伸一个碱基即终止,经测序仪检测后,根据峰的移动位置确定该延伸产物对应的SNP位点,根据峰的颜色可得知掺入的碱基种类,从而确定该样本的基因型。
对付PCR产物模板可通过多重PCR反应体系来得到。
常日用于10-30个SNP位点剖析。

3.5 SNPlex法

SNPlex法是基于荧光检测方法来进行,事理如下:DNA 模板直接与一套3个探针组成的系统结合,这 3个探针包括 2个等位基因特异探针ASO 和1个位点特异探针LSQ[IO]。
当ASO探针和 LSO探针与模板完备匹配时,连接酶连接两条探针。
然后,利用生物素标记的PCR引物扩增该连接产物。
生物素标记的扩增产物结合在链霉亲和素包被的杂交板孔中,通过碱变性的方法使生物素标记的单链PCR产物保留在杂交板中,然后该单链PCR产物与一套通用Zipchute探针杂交结合。
这些探针带有荧光标记,它们具有分外的片段与单链PCR产物的分外部位互补,还包含有润色部分,一条Zipchute探针对应一个待检测等位基因。
然后将杂交捕获到的Zipchute探针分离出来,通过毛细管电泳进行检测,末了通过 GeneMapper软件剖析来确定SNP基因型。

3.6 TaqMan探针法

针对染色体上的不同SNP位点分别设计PCR引物和TaqMan探针,进行实时荧光PCR扩增。
探针的5’-端和3’-端分别标记一个报告荧光基团和一个淬灭荧光基团。
当溶液中存在PCR产物时,该探针与模板退火,即产生了适宜于核酸外切酶活性的底物,从而将探针5’-端连接的荧光分子从探针上切割下来,毁坏两荧光分子间的PRET,发出荧光。
常日用于少量SNP位点剖析。

3.7 测序法

事理:测序法可以分为Sanger测序法、焦磷酸测序法、微测序法、二代测序法。
以二代测序法为例,通过对不同个体同一基因或基因片段进行测序和序列比较,以确定所研究的碱基是否变异,其检出率可达100%。

特点:可以得到SNP的类型及其准确位置等SNP分型所须要的主要参数。
目前检测分为约为1-2万公民币旁边。

3.8 芯片法

事理:基因芯片是在固相支持介质上进行分子杂交并原位荧光检测的一种高通量 SNP 剖析方法。
根据核苷酸的碱基配对事理,设计两种或多种探针,在优化操作后,探针只与其完备互补的序列杂交,不与含有单个错配碱基的序列杂交。
待测基因经提取扩增、荧光化学标记后,与固定的探针进行杂交。
然后洗去没有发生杂交的样品,即可检测杂交样品。
由于目标基因和探针杂交的程度与荧光强度及种类干系,因此通过激光扫描,可根据荧光强弱或荧光的种类检测出被检序列的碱基种别。
目前的生产SNP芯片的公司紧张有Thermo Fisher、Illumina和Agilent。
但是三个公司各自的检测事理不尽相同。

特点:其优点是高通量,一次实验可对多个进行大规模筛选,须要少量的被检起始材料,操作步骤简便。
目前检测用度在1000元以内。
个中23魔方,WeGene的检测用度在500元以内,市场空间巨大。

3.9 翱翔质谱仪(MALDI-TOFMS)检测

事理:是将变性的单链PCR产物通过与硅芯片上的化合物共价结合后,在硅芯片上进行引物的退火,延伸反应,突变部位配对的碱基与正常配对的碱基不相同。
根据引物在延伸反应中所结合的不同碱基的不同质量在质谱仪上显示不同峰而检测SNP。

3.10 变性高效液相色谱(DHPLC)法

事理:目标核酸片段PCR扩增,部分加热变性后,含有突变碱基的DNA序列由于错配碱基与正常碱基不能配对而形成异源双链。
因包含错配碱基的杂合异源双链区比完备配对的同源配对区和固定相的亲和力弱,更易被从分离柱上洗脱下来, 从而达到分离的目的。
SNPs的有无终极表现为色谱峰的峰形或数目差异,依据此征象可很随意马虎从色谱图中止定出突变的碱基。

特点:利用高效液相色谱检测SNPs具有检测效率高,便于自动化的优点,对未知SNPs的准确率可达95%以上。
但DHPLC检测对所用试剂和环境哀求较高,随意马虎产生偏差,不能检测出纯合突变。

4 SNP检测未来的方向在哪里?

一个空想的检测 SNP 的方法必须具备以下优点: a适宜自动化操作,简便、迅速; b剖析用度低,分外试剂用量少; c纵然不纯的样品也可得到可靠的结果; d数据剖析大略,易于自动化剖析; e反应的通量要大而灵巧,一天可以完成几百到上百万个样品。
目前宣布的SNP检测方法中,只管有些方法本钱低,但速率慢,且不适宜自动化剖析; 有些方法可自动化高通量剖析,但制备探针本钱高。
总的来说,伴随着分子生物学技能的打破,定将会有更多的SNP检测技能和方法不断呈现,SNP的运用代价将会不断得以发掘和表示,人类SNP的研究及运用将会在遗传及医学领域中的发挥主要浸染。

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