单
核苷酸多态性主要是指在
基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的
DNA序列多态性。它是人类
可遗传的变异中最常见的一种,占所有已知多态性的90%以上。SNP在
人类基因组中广泛存在,平均每300个
碱基对中就有1个,估计其总数可达300万个甚至更多。SNP是一种
二态的标记,由单个
碱基的转换或颠换所引起。SNP既可能在基因序列内,也可能在基因以外的
非编码序列上。
SNP所表现的
多态性只涉及到单个
碱基的变异,这种变异可由单个碱基的转换(transition)或颠换(
transversion)所引起,也可由碱基的插入或缺失所致。但通常所说的SNP并不包括后两种情况。
理论上讲,SNP既可能是二等位多态性,也可能是3个或4个等位多态性,但实际上,后两者非常少见,几乎可以忽略。因此,通常所说的SNP都是二等位多态性的。这种
变异可能是转换(C←→T,在其
互补链上则为G←→A),也可能是
颠换(C←→A,G←→T,C←→G,A←→T)。转换的
发生率总是明显高于其它几种变异,具有转换型变异的SNP约占2/3,其它几种变异的发生几率相似。Wang等的研究也证明了这一点。转换的几率之所以高,可能是因为CpG二
核苷酸上的
胞嘧啶残基是人类基因组中最易发生突变的位点,其中大多数是甲基化的,可自发地脱去
氨基而形成
胸腺嘧啶。
在
基因组DNA中,任何碱基均有可能发生变异,因此SNP既有可能在基因序列内,也有可能在基因以外的
非编码序列上。总的来说,位于
编码区内的SNP(coding SNP,cSNP)比较少,因为在
外显子内,其变异率仅及周围序列的1/5。但它在
遗传性疾病研究中却具有重要意义,因此cSNP的研究更受关注。
从对生物的
遗传性状的影响上来看,cSNP又可分为2种:一种是同义cSNP(synonymous cSNP),即SNP所致的
编码序列的改变并不影响其所翻译的
蛋白质的
氨基酸序列,突变
碱基与未突变碱基的含义相同;另一种是非同义cSNP(non-synonymous cSNP),指碱基序列的改变可使以其为原本翻译的蛋白质序列发生改变,从而影响了蛋白质的功能。这种改变常是导致生物性状改变的直接原因。cSNP中约有一半为非同义cSNP。
二是分布在
基因编码区(coding region) , 称其为cSNP,属功能性突变。
SNP在人类基因组的平均
密度估计6个,
遗传距离为 2~3cM,
密度比微卫星标记更高,可以在任何一个待研究基因的内部或附近提供一系列标记。
某些位于基因内部的SNP有可能直接影响
蛋白质结构或表达水平,因此,它们可能代表
疾病遗传机理中的某些作用因素。SNP自身的特性决定了它更适合于对复杂性状与疾病的遗传解剖以及基于群体的
基因识别等方面的研究。
限制性片段长度多态性,微卫星那样对片段的长度作出测量,这使得基于SNP的检测分析方法易实现自动化。
据估计,
人类基因组中每1000个
核苷酸就有一个SNP,人类30亿碱基中共有300万以上的SNPs。SNP 遍布于整个人类基因组中,可位于
基因编码区、基因的
非编码区以及
基因间区(基因和基因之间)。
组成
DNA的碱基虽然有4种,但SNP一般只有两种
碱基组成,所以它是一种
二态的标记,即二
等位基因(biallelic)。 由于SNP的
二态性,非此即彼,在基因组筛选中SNPs往往只需+/-的分析,而不用分析片段的长度,这就利于发展
自动化技术筛选或检测SNPs。
采用混和样本估算
等位基因的频率是种高效快速的策略。该策略的原理是:首先选择参考样本制作
标准曲线,然后将待测的混和样本与标准曲线进行比较,根据所得信号的比例确定混和样本中各种等位基因的频率。
SNPs 的
二态性,也有利于对其进行
基因分型。对SNP进行基因分型包括三方面的内容:(1)鉴别
基因型所采用的
化学反应,常用的技术手段包括:
DNA分子杂交、
引物延伸、
等位基因特异的寡核苷酸连接反应、侧翼探针切割反应以及基于这些方法的变通技术;(2)完成这些化学反应所采用的模式,包括
液相反应、固相支持物上进行的反应以及二者皆有的反应。(3)化学反应结束后,需要应用生物技术系统检测反应结果。