Нестабільність мікросателітів – матеріал для формування молекулярно-біологічних діагностичних маркерів
DOI:
https://doi.org/10.33989/2414-9810.2016.2.1.180463Ключові слова:
мікросателітні послідовності, мікросателітні експансії, помилки реплікації, нестабільність мікросателітів, маркери на основі PCRАнотація
Насиченість геномів мікросателітними послідовностями є результатом дії факторів, які визначають їх композиційні, структурні та термодинамічні особливості. Мікросателіти можуть знаходитись у геномі скрізь, як у некодуючих, так і в кодуючих послідовностях, впливаючи на транскрипційну активність. Поліморфізм мікросателітів може бути виявлений через їх морфологічні характеристики.
Інтенсивне подовження мікросателітних послідовностей за рахунок реплікаційних помилок має назву мікросателітної експансії. Здатність повторів до експансії залежить від довжини мікросателітної послідовності. Співвідношення між мутаційними подіями, що призводять до збільшення мікросателітних послідовностей за рахунок додавання повтору, співвідносяться із кількістю мутацій, що призводять до зменшення кількості повторів у мікросателітах людини, як 10:4.
Поліморфізм мікросателітів може визначатись їх локалізацією та орієнтацією в геномі. Вторинна структура ДНК розглядається сьогодні як причина експансії мікросателітних послідовностей. Сама вторинна структура ДНК є похідною термодинамічних характеристик її послідовності. Розрахунки термодинамічних характеристик повторюваних послідовностей дозволили розробити ряд модельних систем, оцінюючих здатність мікросателітних послідовностей впливати на модифікації ДНК, формуючи різні вторинні структури, пов’язані з нестабільністю мікросателітів.
Маркери, що отримують у результаті полімеразної ланцюгової реакції (PCR), поділяють на дві групи: перша – відома як STSs (sequence-tagged sites) із праймерами, сконструйованими з відомих послідовностей, і друга – що базується на довільних праймерах. Найінформативніший або поліморфний STS-маркер з’являється тоді, коли ампліфікується ділянка ДНК, що вміщує послідовності мікросателітних повторів. Такий маркер базується на STS і позначений як simpl- sequence length polymorphism (SSLP), або sequence-tagged microsatellit site (STMS). Кожний STMS-маркер детектує успадковані кодомінантні алелі в одиничному локусі геному.
Посилання
Abramov D. D., Trofimov D. Yu., Rebrikov D. V. Tochnost' metoda polimeraznoi tsepnoi reaktsii «v real'nom vremeni». Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya. 2006. T. 42. S. 485–488.
Vinnyk Yu. O. ta in. Mikrosatelitna nestabilnist pry sporadychnomu rakushlunka / Yu. O. Vinnyk ta in. Naukovyi visnyk Uzhhorodskoho universytetu. Seriia «Medytsyna». 2013. Vyp. 2 (47). S. 22–26.
Markovskyi V. D., Kharchenko O. V. Vyiavlennia dyseminovanykh pukhlynnykh klityn u peryferychnii krovi u khvorykh na vyrazkovo-infiltratyvnyi rak shlunka. Visnyk morfolohii. 2012. T. 18, no.1. S. 135–139.
Markovskyi V. D., Kharchenko O. V. Kompleksna patomorfolohichna dyferentsiina diahnostyka peredpukhlynnykh protsesiv i raku shlunka. Patolohiia. 2012. No. 3. S. 15–18.
Pat. 76768 Ukraina A61V 10/00. Sposib diahnostyky infiltratyvno-vyrazkovoho raku shlunka / O. V. Kharchenko, V. D. Markovskyi, V. M. Balatskyi. – u 2012 09011; zaiavl. 23.07.2012.; opubl. 10.01.2013; Biul. No. 1.
PTsR «v real'nom vremeni» / Rebrikov D. V., Samatov G. A., Trofimov D. Yu., Semenov P. A., Savilova A. M., Kofiadi I. A., Abramov D. D.]; pod red. D. V. Rebrikova. M.: BINOM. Laboratoriya znanii, 2009. 215 s.
Kharchenko O. V. Vysoka informatyvnist molekuliarno-biolohichnykh markeriv. Visnyk problem biolohii i medytsyny 2014. Vyp. 3, t. 3 (112). S. 11–16.
Kharchenko O. V. Mikrosatelitni ekspansii – molekuliarno-biolohichnyi fenomen diahnostyky peredpukhlynnykh i pukhlynnykh protsesiv. Svit medytsyny i biolohii. 2015. No. 2 (49). S. 196–200.
Shemediuk N. P. Mikrosatelitna nestabilnist. Naukovyi visnyk Lvivskoho natsionalnoho universytetu veterynarnoi medytsyny ta biotekhnolohii imeni S. Z. Gzhytskoho. 2015. T. 17, no. 1 (61), ch. 3. S. 277–281.
Baldi P., Baisnee P. F. Sequence analysis by additive scales: DNA structure for sequences and repeats lengths. Bioinformatics. 2000. Vol. 16. P. 865–889.
Bordoni A. A microarray platform for parallel detection of five transgenic events in foods: a combined polimerase chain reaction-ligation detection reaction-universal array method / A. Bordoni, A. Germini, A. Mezzelani, R. Marchelli, G. De Bellis. J Agric Food Chem. 2005. Vol. 53. P. 912–918.
Brohede J., Moller A. P., Ellegren H. Individual variation in microsatellite mutation rate in barn swallows. Mutat Res. 2004. No. 12. P. 73–80.
Bull L., Pabon-Pena C. R, Freimer N. B. Compound microsatellite repeats: practical and theoretical feautures. Genome Res. 2000. No. 9. P. 830–838.
Cleary J. D., Pearson C. E. Replication fork dynamics and dynamic mutations: the fork-shift model of repeat instability. Trends Genet. 2005. No. 21. P. 272–280.
Cowan C.A. Nuclear reprogramming of somatic cells after fusion with human embryonic stem cells. Science. 2005. Vol. 309. P. 1369–1373.
Hartenstine M. J., Goodman M. F., Petruska J. Base stacking and even/odd behavior of hairpin loops in DNA triplet repeat slippage and expansion with DNA polymerase. J Biol Chem. 2000. No. 24. P. 18382–18390.
Hernandez M. Interlaboratory transfer of a PCR multiplex method for simeltaneous detection of four genetically modified maize lines: Bt11, MON810, T25, and GA21 / M. Hernandez, D. Rodriguez-Lazaro, D. Zhang, T. Esteve , M. Pla, S. Plat. Jagric Food Chem. 2005. Vol. 53. P. 3333–3337.
Leontis N. B., Stombaugh N., Westhof J. The non-Watson–Crick base pairs and their associated isostericity matrices. Nucl. Acid. Res. 2002. No. 3. P. 3497–3591.
Makova K. D., Nekrutenko A., Baker R. J. Evolution of microsatellite alleles in four species of mise Genus apodemus. J Mol Evol. 2000. No. 51. P. 166–172.
Scotti I. Microsatellite repeats are not randomly distributed within Norway sprue (Picea abies K.) expressed sequences / I. Scotti, F. Magni, R. Fink, W. Powell, G. Binelli, P.E. Hedley. Genome. 2000. No.4. P. 41–46.
Wren D.J. Repeat polymorphisms within gene regions: phenotypic and evolutionary implication / D. J. Wren, E. Forgacs, J. W. Fondon, A. Pertsemlidis, S. Y. Cheng, T. Gallardo, R.S. Williams, R. Shohet, J. D. Minna, H. R. Garner. Am. J. Hum. Genet. 2000. No. 67. P. 345–356.
Xu X., Peng M., Fang Z. The direction of microsatellite mutations is dependent upon allele length. Nat. Genet. 2000. Vol. 4, no. 4. P. 396–399.
