Sekwencje mikrosatelitarne i ich wykorzystanie w diagnostyce medycznej

• Authors: Magdalena Korytko , Izabela Łaczmańska

Title variants

EN

Microsatellites and their application in diagnostics

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

PL

Sekwencje mikrosatelitarne są to proste, tandemowe powtórzenia, zbudowane z jednego do sześciu nukleotydów, przy czym najczęściej identyfikowane mikrosatelity to sekwencje o dwunukleotydowym motywie powtórzeń (CA)n. Mikrosatelity występują w sekwencjach kodujących i w niekodujących fragmentach genów, jak i w obszarach pozagenowych i dziedziczone są zgodnie z prawami Mendla. W genomie człowieka sekwencje te pojawiają się średnio co sześć tysięcy par zasad. Ich duża zmienność polega na różnej liczbie powtórzeń motywu podstawowego w określonym miejscu (locus). Ze względu na wysoki stopień polimorfizmu, równomierne i częste rozmieszczenie w genomie są one doskonałymi markerami genetycznymi. Wykorzystywane są w konstruowaniu map genetycznych, kryminalistyce oraz analizie pokrewieństwa między osobnikami. W diagnostyce genetycznej polimorfizm sekwencji mikrosatelitarnych jest wykorzystywany głównie w tzw. diagnostyce pośredniej, w której analizuje się markery sprzężone z genem odpowiedzialnym za określoną jednostkę chorobową. Mikrosatelitarny DNA znalazł również zastosowanie w cytogenetyce molekularnej umożliwiając szybką diagnostykę najczęstszych aneuploidii w badaniach prenatalnych.

EN

Microsatellite sequences or Short Tandem Repeats (STR) are simple, tandem (consecutive) repeats consisting of two to six nucleotides. Most often identified microsatellites are sequences with two-nucleotide repetition motif (CAn). Microsatellites occur in coding sequences, within non-coding gene fragments, as well as in outside gene areas, and are inherited according to Mendel's laws. In human genome these sequences occur at a frequency of one per six thousand base pairs. Their vast diversity consists of a various number of base motif repetitions in a given locus. Because of their high degree of polymorphism, regular and frequent occurrence in the genome, they make excellent genetic markers. They are used in the construction of genetic maps, forensics and in the analysis of relations between individuals. In molecular diagnostics the STR polymorphism is applied mainly in the so-called indirect diagnostics where STR markers connected with the gene responsible for a given disease are analyzed. Microsatellite DNA is also used in molecular cytogenetics making a rapid diagnosis of the most common aneuploidies in prenatal testing possible.

Keywords

PL

diagnostyka genetyczna; DNA międzygenowy; sekwencje mikrosatelitarne; STR; QF-PCR

• Journal: Kosmos
• Year: 2016
• Volume: 65
• Issue: 1
• Pages: 11-16

Dates

published

2016

Contributors

author

Magdalena Korytko

• Katedra i Zakład Genetyki, Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu, Marcinkowskiego 1, 50-368 Wrocław, Polska
• Genetics Department, Wroclaw Medical University, Marcinkowskiego 1, 50-368 Wrocław, Poland

author

Izabela Łaczmańska

• Katedra i Zakład Genetyki, Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu, Marcinkowskiego 1, 50-368 Wrocław, Polska
• Genetics Department, Wroclaw Medical University, Marcinkowskiego 1, 50-368 Wrocław, Poland

References

• Albertsen H., Plaetke R., Ballard L., Fujimoto E., Connolly J., Lawrence E., Rodriguez P., Robertson M., Beadley P., Milner B., Furman D., Marks A., Sargent R., Cartwright P., Matsunami N., White R., 1994. Genetic mapping of the BRCA1 region on chromosome 17q21. Am. J. Hum. Genet. 54, 516-525.
• Almeida B., Fernandes S., Abreu I. A., Macedo-Ribeiro S., 2013. Trinucleotide repeats: a stuctural perspective. Front Neurol. 4, 76.
• Altemose N., Miga K. H., Maggiori M., Willard H. F., 2014. Genomic characterization of large heterochromatic gaps in the human genome assembly. PLoS Comput. Biol. 10, e1003628.
• Altshuler D., Daly M. J., Lander E. S., 2008. Genetic mapping in human disease. Science 322, 881-888.
• Baertsch R., Diekhans M., Kent W. J., Haussler D., Brosius J., 2008. Retrocopy contributions to the evolution of the human genome. BMC Genom. 9, 466.
• Bocian E., Kasprzycka J., Jakubów-Durska K., Łuszczek A., Bernaciak J., 2011. Przydatność metody MLPA do szybkiej prenatalnej identyfikacji aneuploidii. Wyniki 409 badań diagnostycznych. Ginekol. Pol. 82, 680-684.
• Brown T. A., 2012. Mapowanie genomów. [W:] Genomy. Kruczyńska K., Zienkiewicz I. (red.). Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 63-101.
• Butler J., 2005. A primer on DNA profiling using STR markers. cstl.nist.gov/biotech/strbase.www.
• Butler J. M., 2006. genetics and genomics of core short tandem repeat loci used in human identity testing. J. Foren. Sci. 51, 253-265.
• Butler J. M., 2012. Biology and genetics of new autosomal STR loci useful for forensic DNA analysis. Foren. Sci. Rev. 24, 15.
• Czarny M., Kwiatkowska J., Słomska M., Siemieniako B., Słomski R., 1995. Możliwości badawcze polimorficznych loci DNA człowieka i ich wykorzystanie w badaniach medyczno-sądowych. Arch. Med. Sąd. Krym. 45, 257-267.
• Devyser AB, 2013. Guide to QF-PCR data analysis and results interpretation. www.devyser.com.
• Duitama J., Zablotskaya A., Gemayel R., Jansen A., Belet S., Vermeesch J. R., Verstrepen K. J., Froyen G., 2014. Large-scale analysis of tandem repeat variability in the human genome. Nucl. Acids Res. 42, 5728-5741.
• Eckert K. A., Hile S. E., 2009. Every microsatellite is different: intrinsic DNA features dictate mutagenesis of common microsatellites present in the human genome. Mol. Carcinog. 48, 379-388.
• Edwards A., Civitello A., Hammond H. A., Caskey C. T., 1991. DNA typing and genetic mapping with trimeric and tetrameric tandem repeats. Am. J. Hum. Genet. 49, 746-756.
• Gonzaga-Jauregui C., Lupski J. R., Gibbs R. A., 2012. Human genome sequencing in health and disease. Ann. Rev. Med. 63, 35-61.
• Ihgsc (International Human Genome Sequencing Consortium), 2001. Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature 409, 860-921.
• Jeffreys A. J., Wilson V., Thein S.W., 1985. Hypervariable 'minisatellite' region in human DNA. Nature 314, 67-73.
• Keleher C., 1993. Translating the genetic library: the goals, methods and applications of the human genome project. Bull. Med. Libr. Assoc. 81, 274-277.
• Kozlowski P., Sobczak K., Krzyzosiak W. J., 2010. Trinucleotide repeats: triggers for genomic disorders? Genome Med. 2, 29.
• Madjunkova S., Sukarova- Stefanovska E., Kocheva S., Maleva I., Noveski P., Kiprijanovska S., Stankova K., Dimcev P., Madjunkov M., Plaseska-Karanfilska D., 2012. Rapid and non invasive prenatal diagnosis. Balkan J. Med. Genet. 15, 39-43.
• Ogilvie C. M., Donaghue C., Fox S. P., Docherty Z., Mann K., 2005. Rapid prenatal diagnosis of aneuploidy using quantitative fluorescence-PCR (QF-PCR). J. Histochem. Cytochem. 53, 285-288.
• Olson M. V., 1993. The human genome project. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90, 4338-4344.
• Payseur B. A., Nachman M. W., 2000. Microsatellite variation and recombination rate in the human genome. Genetics 156, 1285-1298.
• Payseur B. A., Place M., Weber J. L., 2008. Linkage disequilibrium between STRPs and SNPs across the human genome. Am. J. Hum. Genet. 82, 1039-1050.
• Plawski A., Banasiewicz T., Borun P., Kubaszewski L., Krokowicz P., Skrzypczak-Zielinska M., Lubinski J., 2013. Familiar adenomatous polyposis of the colon. Hered. Cancer Clin. Pract. 11, 15.
• Roewer L., 2013. DNA fingerprinting in forensics: past, present future. Investig. Genet. 4, 22.
• Sawaya S., Bagshaw A., Buschiazzo E., Kumar P., Chowdhury S., Black M. A., Gemmell N., 2013. Microsatellite tandem repeats are abundant in human promoters and are associated with regulatory elements. PLoS One. 8, e54710.
• Subramanian S., Madgula V. M., George R., Kumar S., Pandit M. W., Sing L., 2003. SSRD: simple sequence repeats database of human genome. Comp. Funct. Genom. 4, 342-345.
• The Utah Marker Development Group, 1995. A Collection of ordered tetranucleotide-repeat markers from the human genome. Am. J. Hum. Genet. 57, 619-628.
• Venter J. C., Adams M. D., Myers E. W. i współaut., 2001. The sequence of the human genome. Science 291, 1304-1351.
• Willems T., Gymrek M., Highnam G, The 1000 Genomes Project Consortium, Mittelman D., Erlich Y., 2014. The landscape of human STR variation. Genome Res. 24, 1894-1904.