Einzelnukleotid-Polymorphismus

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DNA-Molekül 1 unterscheidet sich von DNA-Molekül 2 in einem einzigen Basenpaar.

Mit dem Begriff Einzelnukleotid-Polymorphismus (SNP, engl. Single Nucleotide Polymorphism; im Labor-Jargon gesprochen: ‚Snip‘) wird eine Variation eines einzelnen Basenpaares in einem DNA-Strang bezeichnet. SNPs sind geerbte und vererbbare genetische Varianten. Begrifflich davon abzugrenzen ist der Begriff der Mutation, der in der Regel eine neu aufgetretene Veränderung bezeichnet.

Eigenschaften[Bearbeiten]

SNPs stellen circa 90 % aller genetischen Varianten im menschlichen Genom dar. Sie treten nicht gleichverteilt auf, sondern nur ungleichmäßig stark an bestimmten Regionen. Zwei Drittel aller SNPs bestehen aus dem Austausch von Cytosin durch Thymin, da Cytosin im Wirbeltier-Genom häufig methyliert wird. Durch spontan auftretende Desaminierung wird aus 5-Methylcytosin Thymin. Je nach Basenaustausch kann die Information des Codon verändert sein. Codiert das Triplett weiterhin für die gleiche Aminosäure spricht man von einem synonymen SNP. Bei einem nicht-synonymen SNP erfolgte ein Aminosäurewechsel. Liegt ein nicht-synonymer SNP in einer codierenden Region, cSNP (codingSNP) kann eine veränderte Base eine Auswirkung auf die Proteinfunktion haben und physiologische Defekte nach sich ziehen. Eine ebenfalls große Gruppe an SNPs stören zum einen die Genregulation, rSNP (regulatorySNP). Diese liegen häufig in regulatorischen Regionen und beeinflussen die Transkription und somit die Proteinkonzentration. Zum anderen kann die RNA-Prozessierung von srSNP (structural RNASNP) gestört werden. Z.B. kann eine Basenänderung an einer Spleißstelle zu einer mRNA führen, die für ein funktionsloses Protein codiert.

SNPs werden im Allgemeinen als "erfolgreiche" Punktmutationen bezeichnet, d. h. als genetische Veränderungen, die sich zu einem gewissen Grad im Genpool einer Population durchgesetzt haben. Einige SNPs korrelieren z. B. mit bestimmten Reaktionen des Organismus bei bestimmten Infektionen oder Kontakt mit speziellen Substanzen. Ihre wissenschaftliche Bedeutung liegt im häufigen Auftreten und der hohen Variabilität, außerdem sind sie sehr schnell und einfach zu bestimmen. Deswegen werden sie zum Beispiel bei der Suche nach Quantitative Trait Loci, also Chromosomenabschnitten mit Einfluss auf die Ausprägung eines quantitativen Merkmals, zur Identifikation von Individuen und bei Verwandtschaftsdiagnosen, aber auch in der Forschung zur Medikamentenverträglichkeit u. ä. genutzt.

Methoden zur Identifikation von Einzelnukleotid-Polymorphismen sind z. B. die DNA-Sequenzierung, Microarrays und in Verbindung mit allelspezifischen Oligonukleotiden die Polymerase-Kettenreaktion und die isothermale DNA-Amplifikation.

Beispiele[Bearbeiten]

Laktosetoleranz beispielsweise hat sich in Nordeuropa durch einen SNP im Intron des Gens mcm6 entwickelt, welches 5' von LCT(Lactase) liegt. [1]

Einige SNPs sind von medizinischem Interesse, da sich gezeigt hat, dass sie ein erhöhtes Krankheitsrisiko für bestimmte Erkrankungen in sich tragen. Beispielsweise beeinflussen einzelne nicht-kodierende SNPs in den Genen IKZF1, ARID5B und CEBPE das Risiko, an akuter lymphatischer Leukämie zu erkranken.[2] Andere SNPs können die Wirksamkeit einer medizinischen Behandlung beeinflussen. Bestimmte nicht-kodierende Einzelnukleotid-Polymorphismen im Gen IL28B beeinflussen z. B. die Wirksamkeit einer Behandlung einer Hepatitis C mit pegyliertem Interferon-alpha.[3]

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. T. Bersaglieri, P. C. Sabeti u. a.: Genetic signatures of strong recent positive selection at the lactase gene. In: American journal of human genetics. Band 74, Nummer 6, Juni 2004, S. 1111–1120, ISSN 0002-9297. doi:10.1086/421051. PMID 15114531. PMC 1182075 (freier Volltext).
  2. Papaemmanuil E, Hosking FJ, Vijayakrishnan J, Price A, Olver B, Sheridan E, Kinsey SE, Lightfoot T, Roman E, Irving JA, Allan JM, Tomlinson IP, Taylor M, Greaves M, Houlston RS: Loci on 7p12.2, 10q21.2 and 14q11.2 are associated with risk of childhood acute lymphoblastic leukemia. Nat Genet. 2009;41(9):1006-10.doi:10.1038/ng.430. PMID 19684604
  3. Thomas DL, Thio CL, Martin MP, Qi Y, Ge D, O'Huigin C, Kidd J, Kidd K, Khakoo SI, Alexander G, Goedert JJ, Kirk GD, Donfield SM, Rosen HR, Tobler LH, Busch MP, McHutchison JG, Goldstein DB, Carrington M: Genetic variation in IL28B and spontaneous clearance of hepatitis C virus. Nature. 2009;461(7265):798-801. doi:10.1038/nature08463 PMID 19759533.