Нестабільність мікросателітів – матеріал для формування молекулярно-біологічних діагностичних маркерів

Abstract

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 simplsequence length polymorphism (SSLP), або sequence-tagged microsatellit site (STMS). Кожний STMS-маркер детектує успадковані кодомінантні алелі в одиничному локусі геному; Насыщенность геномов микросателлитными последовательностями является результатом действия факторов, которые определяют их композиционные, структурные и термодинамические особенности. Микросателлиты могут находиться в геноме везде, как в некодирующих, так и в кодирующих последовательностях, влияя на транскрипционную активность. Полиморфизм микросателлитов может выявляться через их морфологические характеристики. Интенсивное удлиннение микросателлитных последовательностей за счёт репликационных ошибок называется микросателлитными экспансиями. Способность повторов к экспансии зависит от длины микросателлитной последовательности. Соотношение между мутационным влиянием, которое ведёт к увеличению микросателлитных последовательностей за счёт прибавления повтора, соотносится с количеством мутаций, которые приводят к уменьшению количества повторов в микросателлитах человека, как 10:4. Полиморфизм микросателлитов может определяться их локализацией и ориентацией в геноме. Вторичная структура ДНК рассматривается сегодня как причина экспансии микросателлитных последовательностей. Сама вторичная структура ДНК является производной термодинамических характеристик её последовательности. Расчёты термодинамических характеристик повторяющихся последовательностей позволили разработать ряд модельных систем, оценивающих способность микросателлитных последовательностей влиять на модификации ДНК, формируя различные вторичные структуры, связанные с нестабильностью микросателлитов. Маркеры, которые получают в результате полимеразной цепной реакции (PCR), подразделяют на две группы: первая – известна как STSs (sequence-tagged sites) с праймерами, сконструированными из известных последовательностей, и другая – которая базируется на свободных праймерах. Наиболее информативный или полиморфный STS-маркер появляется тогда, когда амплифицируется участок ДНК, который содержит последовательности микросателлитных повторов. Такой маркер базируется на STS и отмечен как simpl-sequence length polymorphism (SSLP) или sequence-tagged microsatellit site (STMS). Каждый STMS-маркер детектирует наследуемые кодоминантные аллели в единичном локусе генома; Relative saturation of genomes with any microsatellite sequences is the result of influence of many factors, which all in all determine composite, structural and thermodynamic features of genomic microsatellite sequences. Polymorphism of microsatellites can be identified by their morphological characteristics. Intensive extension of microsatellite sequences due to replication errors is called microsatellite expansion. The ability of repeats to expansion depends on the length of microsatellite sequence. The relations between mutative events, leading to expansion of microsatellite sequences due to addition of a repeat, correlates with number of mutations, which lead to reduction of repeats in human microsatellites, as 10:4. Polymorphism of microsatellites can be identified by their localization and orientation in genome. The secondary structure of DNA is currently viewed as the cause of expansion of microsatellite sequences. The secondary structure of DNA itself is the derivative of thermodynamic characteristics of its sequence. The secondary bulge-type structures in microsatellite sequences, identified by their thermodynamic characteristics, can initiate the phenomenon of expansion of microsatellite repeats. Calculations of thermodynamic characteristics of replicable sequences allow developing number of model systems, evaluating the ability of microsatellite sequences to influence the DNA modifications, forming various secondary structures, related to phenomenon of expansion of microsatellite repeats. Types of markers, obtained as a result of PCR, are divided into two groups on the basis of primers’ design: the first group is known as STSs (sequence-tagged sites) with primers, constructed from known sequences, and the second one is based on the random primers. The most informative or polymorphic STS-marker emerges during amplification of DNA-area, containing sequences of microsatellite repeats. This marker is based on STS, and is marked as simple-sequence length polymorphism (SSLP) or sequence-tagged microsatellite site (STMS). Each STMS-marker detects inherited codominant alleles in single locus of genome.