Nota:
Le SNPs (snips) Single
Nucleotide
Polymorphisms
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank/genbankstats.html
Le SNPs (snips) Single
Nucleotide Polymorphisms e
le differenze genetiche tra
individuo e individuo
Qualche dato
Negli esseri umani il 99.9 % delle basi sono identiche da individuo a individuo.
► Il rimanente 0.1 % determina l‟unicità dell‟individuo
► Il 90% di tutte le differenze da individuo a individuo sono SNPs
► 2/3 delle SNPs comportano la variazione da Citosina, C, a Timina, T
(entrambe pirimidine)
►
►
►
►
Aspetto esteriore
Tendenza a contrarre malattie
Le variazioni da individuo a individuo possono essere:
Innocue (modifiche del fenotipo)
Dannose (diabete, tumore, malattie cardiache, Huntington's disease, emofilia )
Latenti (le mutazioni non sono di per sè dannose, ma possono diventarlo in
particolari condizioni: es. Tendenza a sviluppare il cancro ai polmoni nell‟individuo
fumatore)
Il genoma umano è composto da ~4x104 geni
In quasi tutti gli individui, quasi tutti i geni sono quasi identici.
(i geni devono essere molto simili altrimenti l’organismo non può
funzionare correttamente).
Alcune basi o sequenze nel DNA possono essere diverse da persona a
persona senza che ci sia nessun effetto sulle funzioni dell’organismo
Alcune variazioni producono diversi fenotipi come: diverse altezze,
colore degli occhi, impronte digitali o la capacità di piegare la lingua.
In alcuni casi, particolari variazioni genetiche possono portare ad una
maggiore suscettibilità o resistenza ad una malattia.
L’esistenza di una diversità genetica in una popolazione è detta
polimorfismo
► Molte
mutazioni sono all‟origine di malattie
molto diverse fra loro
Come si possono identificare e studiare?
► La
risposta ai farmaci è spesso individuale
Come si può spiegare?
La risposta è negli „SNPs‟
► Cosa
sono?
► Come sono coinvolti in problemi di
salute così diversi fra loro?
Cos‟è uno SNP ?
► Con
il termine SNP (Single Nucleotide
Polymorphismis) si indica la mutazione di
una singola base nella sequenza di DNA che
sia presente in una porzione significativa
(più dell‟1%) di una popolazione.
Sequenza originale
Sequenze mutate
polimorfismo
delezione
inserzione
cromosoma
traslocazione
Tipi di mutazioni
nella sequenza
genica
Dati sulle SNPs
►
Le SNPs sono presenti
nelle regioni codificanti, ma soprattutto in quelle non codificanti.
►
Appaiono con frequenza molto elevata
Da circa 1 ogni 1000 basi a 1 ogni 100 300 basi.
►
Le SNPs vicine ad un gene particolare diventano dei
marker per quel gene.
►
Le SNPs nelle regioni codificanti possono alterare
significativamente la proteina codificata.
Le SNPs possono o no alterare la
struttura della proteina
SNP sul DNA
da C a G
Codone sull’ RNA
da CUG a CUC
Proteina
da leucina a leucina
Proteina
Nessun cambiamento strutturale
Mappa degli SNP
► Sequenze
genomiche di un gran numero di
► Confronto
delle sequenze per scoprire gli
persone
SNPs.
► Costruzione
di una mappa unica del genoma
umano contenente tutti i possibili SNPs
MAPPATURA
Si sequenziano
tutti i genomi
Si localizzano e
Si registrano
tutti gli SNPs
Si eleborano le
informazioni
SNP #1 nella posizione x
sul cromosoma n
Profilo individuale degli SNPs
►
Il genoma di ciascun individuo contiene un pattern diverso
di SNPs
►
Le persone possono essere riunite in classi in base al loro
profilo di SNPs
►
Il profilo di SNPs è importante per identificare la risposta
ad un farmaco
►
Si possono individuare delle correlazioni tra il profilo di
SNPs e la risposta ad uno specifico trattamento
farmacologico
►
Si ritiene che molte malattie importanti, quali alcuni tumori,
siano dovute a mutazioni multigeniche
SNP Profiles
Tecniche per individuare i
polimorfismi
► Tecniche
di ibridizzazione
Micro arrays
Real time PCR (Polymerase Chain Reaction)
► Tecniche
basate su enzimi
Gruppi coinvolti nella Mappatura
► U.S.
Human Genome Project (HGP)
Identificazione di migliaia di markers lungo il genoma e
semplificazione nella “navigazione” lungo la mappa
genomica
► Gruppo
di compagnie farmaceutiche
SNP Consortium
Farmacogenomica, diagnostica, ricerca biomedica
Gli SNPs non sono causa di malattie
ma possono aiutare a determinare la
propensione individuale a contrarle
ApoE (apolipoproteina E): gene associato all‟Alzheimer (AD)
Contiene tre SNPs tre alleli: E2, E3 e E4
►
Ciascuna allele differisce per 1 base
►
La proteina prodotto di ciascun gene differisce per 1 aminoacido
►
Individuo con almeno 1 E4 (dal padre o dalla madre) alta probabilità
di contrarre l‟AD
►
Individuo con E2 minore probabilità di contrarre l‟AD
Identificazione legale per mezzo del DNA
Polizia Scientifica
13 regioni del DNA scelte tra lo 0.1% diverso da individuo a individuo
The International HapMap Project is a partnership of scientists and
funding agencies from Canada, China, Japan, Nigeria, the United
Kingdom and the United States to develop a public resource that
will help researchers find genes associated with human disease and
response to pharmaceuticals.
The International HapMap Project is a multi-country effort to
identify and catalog genetic similarities and differences in human
beings.
Using the information in the HapMap, researchers will be able to find
genes that affect health, disease, and individual responses to
medications and environmental factors.
The goal is to compare the genetic sequences of different individuals
to identify chromosomal regions where genetic variants are shared.
By making this information freely available, the Project will help
biomedical researchers find genes involved in disease and responses
to therapeutic drugs.
In the initial phase, genetic data are being gathered from four
populations with African, Asian, and European ancestry.
