SNP的理論與應(yīng)用

定量PCRTaqman探針上個世紀(jì)90年代原美國PerkinElmer(PE)公司開發(fā)出了Taqman熒光探針定量技術(shù)，將定量PCR帶入了更廣闊的應(yīng)用空間。Taqman探針法的出現(xiàn)是定量PCR技術(shù)的重要里程碑，之后在此基礎(chǔ)上發(fā)展出了雜交探針法，以及熒光引物法，是對探針法的不斷改進(jìn)和簡化。如果希望全面掌握定量PCR技術(shù)的研究人員就不能錯過這些定量檢測技術(shù)。

要提到熒光探針或者熒光引物，有一個基礎(chǔ)概念需要首先明確，那就是熒光共振能量轉(zhuǎn)移(fluorescenceresonanceenergytransfer,FRET)：一對合適的熒光物質(zhì)可以構(gòu)成一個能量供體(donor)和能量受體(acceptor)對,其中供體的發(fā)射光譜與受體的吸收光譜重疊，當(dāng)它們在空間上相互接近到一定距離(1—10nm)時，激發(fā)供體而產(chǎn)生的熒光能量正好被附近的受體吸收，使得供體發(fā)射的熒光強(qiáng)度衰減，受體熒光分子的熒光強(qiáng)度增強(qiáng)。能量傳遞的效率和供體的發(fā)射光譜與受體的吸收光譜的重疊程度、供體與受體的躍遷偶極的相對取向、供體與受體之間的距離等有關(guān)。定量PCR所涉及的熒光探針和熒光引物的檢測都這個FRET原理相關(guān)。實時熒光中另一個很重要的概念，即Ct值。C代表循環(huán)。T代表閾值。Ct值是指每個反應(yīng)管內(nèi)的熒光信號到達(dá)設(shè)定的閾值時所經(jīng)歷的循環(huán)數(shù)反應(yīng)的前個循環(huán)的熒光信號作為熒光本底信號，熒光閾值的缺省設(shè)置是個循環(huán)的熒光信號的標(biāo)準(zhǔn)偏差的倍。研究表明，每個模板的值與該模板的起始拷貝數(shù)的對數(shù)存在線性關(guān)系，起始拷貝數(shù)越多，Ct值越小。利用已知起始拷貝數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)品可做出標(biāo)準(zhǔn)曲線因此，只要獲得未知樣品的Ct值，即可從標(biāo)準(zhǔn)曲線上計算出該樣品的起始拷貝數(shù)一：水解探針法

[TaqMan技術(shù)]原理：除了一對特異性引物，TaqMan探針法增加一條和模版互補(bǔ)的基因特異性探針（通常20—30bp），探針上5'端和3'端分別標(biāo)記了一個報告熒光基團(tuán)（供體）和一個淬滅熒光基團(tuán)（受體），在反應(yīng)初始（探針完整）時系統(tǒng)激發(fā)供體而產(chǎn)生的熒光信號被臨近的淬滅基團(tuán)吸收，所以此時檢測不到供體熒光信號；而當(dāng)PCR過程中TaqDNA聚合酶擴(kuò)增到探針結(jié)合模版的位點時，其5'-3'核酸外切酶的活性（也就是切口平移）切割掉探針5'端的報告基團(tuán)——游離的報告基團(tuán)遠(yuǎn)離淬滅基團(tuán)，打破能量的傳遞，激發(fā)報告基團(tuán)產(chǎn)生的熒光信號就可以被熒光檢測系統(tǒng)檢測到。這樣每擴(kuò)增一條DNA鏈，就對應(yīng)有一個游離的熒光分子（報告基團(tuán)）形成，保證了熒光信號的累積與PCR產(chǎn)物形成完全同步，因此對熒光信號進(jìn)行檢測就可以實時監(jiān)控PCR的過程，準(zhǔn)確定量PCR的起始拷貝數(shù)>。但是實際上探針較長使得兩端基團(tuán)距離較遠(yuǎn)，會導(dǎo)致熒光淬滅不徹底，而且淬滅基團(tuán)也會產(chǎn)生不同波長的熒光，都會使得本底偏高[MGB技術(shù)]原理：針對Taqman探針熒光淬滅不徹底的問題，2000年美國ABI公司推出了一種新TaqMan探針——MGB探針（minorgroovebinderoligodeoxynucleotideconjugate,MGB-ODN)，3'端采用了非熒光性的淬滅基因——淬滅基團(tuán)吸收報告基團(tuán)的能量后并不發(fā)光，大大降低了本底信號的干擾。此外，MGB探針的3'端還連接了一個二氫環(huán)化吲哚卟啉-三肽(dehydrocyclopyrroindoletripetide,DPI3)，可以大大穩(wěn)定探針與模板的雜交,升高探針Tm值,使較短的探針同樣能達(dá)到較高的Tm值——而短探針的熒光報告基團(tuán)和淬滅基團(tuán)的距離更近,淬滅效果更好，熒光背景更低，使得信噪比更高：一個15bp的MGB探針的信噪比大于6,優(yōu)于理想狀態(tài)下的25bp的普通Taqman探針（信噪比約為1.5）。允許采用更短的探針也簡化了探針的設(shè)計和成本。有實驗證明MGB探針對于等位基因的區(qū)分比較理想，甚至可以檢測單堿基突變(因為堿基錯配對較短探針的雜交穩(wěn)定性影響更大)。水解探針之所以稱之為水解，主要是因為它利用的是Taq酶的水解作用，使得探針上的熒光報告基團(tuán)遠(yuǎn)離淬滅基團(tuán)而發(fā)光信號，游離的報告基團(tuán)數(shù)目對應(yīng)PCR新擴(kuò)增產(chǎn)物，此方法檢測的是積累熒光。優(yōu)點：1.靈敏，特異性高：具有模版序列特異的Taqman探針在引物特異的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高的定量PCR的專一性；每擴(kuò)增一個特異產(chǎn)物只釋放一個分子的熒光染料，儀器檢測的是特異擴(kuò)增的結(jié)果，非特異產(chǎn)物對檢測信號沒有影響，有效提高檢測的專一性。2.有多種不同波長的熒光基團(tuán)對可供選擇，使得Taqman探針法可以實現(xiàn)在同一管內(nèi)檢測多重PCR，降低成本也提高效率和準(zhǔn)確性3.避免了熒光染料對PCR反應(yīng)的影響

缺點：探針設(shè)計有一定難度，需要驗證效果，探針的合成和雙熒光標(biāo)記成本高。此外，也有人認(rèn)為，Taqman法利用了Taq酶的外切活性，而由于各家公司出產(chǎn)的Taq酶對于其外切酶活性并沒有做出嚴(yán)格的活性標(biāo)定，定量PCR的效率有可能受酶外切活性的影響，酶活性差異也給定量帶來了不確定性。至少，生物通定量PCR技術(shù)系列前面介紹的Stratagene2100萬美元專利之爭的FullvelocityDNA聚合酶由于去掉外切酶活性，就不能用于Taqman探針法了！

應(yīng)用：Taqman技術(shù)廣泛應(yīng)用在人類傳染病診斷和病原定量上，在動物疾病病原體基因的檢測、畜禽產(chǎn)品的檢驗檢疫、生物制品的鑒定以及在疫苗效力測定上等方面都有成功的許多例子。注意：1)探針長度應(yīng)在15-45bp（最佳20-30bp)左右，以保證結(jié)合的特異性。2)GC堿基含量在40%-60%，避免單核苷酸序列的重復(fù)。3)避免與引物發(fā)生雜交或重疊。4)探針與模板結(jié)合的穩(wěn)定程度要大于引物與模板結(jié)合的穩(wěn)定程度,因此探針的Tm值要比引物的Tm值至少高出5℃。另外，探針的濃度，探針與模板序列的同源性，探針與引物的距離都對實驗結(jié)果有影響。另外，在儀器的選擇上也要注意，盡量選擇具有4色或以上的熒光檢測通道的儀器，已保證你的機(jī)器的適用性和試劑選擇的靈活性。畢竟技術(shù)是在快速發(fā)展的。二、雜交探針法[FRET技術(shù)]原理：羅氏專利的FRET探針又稱為雙雜交探針，或者LightCycle探針。FRET探針由兩條和模版互補(bǔ)、且相鄰的特異探針組成（距離1—5bp），上游探針的3`端標(biāo)記供體熒光基團(tuán)，相鄰下游探針的5`端標(biāo)記Red640受體熒光基團(tuán)。當(dāng)復(fù)性時，兩探針同時結(jié)合在模板上，供體基團(tuán)和Red640受體基團(tuán)緊密相鄰（距離1—5bp），激發(fā)供體產(chǎn)生的熒光能量被Red640基團(tuán)吸收，使得檢測探頭可以檢測到Red640發(fā)出波長為640的熒光。當(dāng)變性時，兩探針游離，兩基團(tuán)距離遠(yuǎn)，不能檢測到640波長的熒光。FRET探針檢測的信號是退火時的實時信號，每次檢測信號始終嚴(yán)格對應(yīng)模版的數(shù)量，非累積信號，可以用于做Tm曲線和SNP檢測。常用的受體熒光基團(tuán)除了LC-Red640還有LC-Red705。兩個單標(biāo)記探針的長短不影響信號的傳遞，而探針間的距離通常為1-5bp（雖然越短越好，還是要留點空間避免相互之間的反應(yīng)）。我們前面提到，Taqman水解探針法中，一但報告基團(tuán)水解離開淬滅基團(tuán)，就一直游離于反應(yīng)體系中可被檢測，所以檢測的是累積熒光，是不可逆的。雜交探針不同，是復(fù)性時兩條特異探針雜交到模板上，相互靠近而產(chǎn)生檢測信號，到升溫變性探針遠(yuǎn)離模版就沒有信號，所以檢測的是實時信號，是可逆的，所以可以進(jìn)行熔解曲線的分析，還可以用于進(jìn)行突變分析，SNP基因分型以及產(chǎn)物鑒別。比如一旦探針位置上出現(xiàn)有點突變，通過熔解曲線就可以很快分析出來，這也是Taqman法無法做到的。另外，由于采用2條模版特異的探針，雜交探針法的專一性無疑更高于其他方法，不受非特異產(chǎn)物的影響。

Fret探針法由于需要合成2條探針，探針的末端要封閉以避免反應(yīng)，所以合成的成本會比較高，也比較麻煩。但實際上，F(xiàn)ret探針的設(shè)計其實比Taqman探針容易，因為Taqman探針要求一定的長度以保證探針的特異性和結(jié)合模版的能力，但是長度會導(dǎo)致兩末端的熒光基團(tuán)距離遠(yuǎn)而使得熒光共振能量傳遞的效率降低，淬滅不徹底。Fret探針就不受這個限制。不管怎么說，多數(shù)人還是習(xí)慣認(rèn)為單探針比合成2條探針要簡單。

在水解和雜交探針技術(shù)之間產(chǎn)生另外一種技術(shù)：分子信標(biāo)（分子信標(biāo)產(chǎn)生時間是1996年）[分子信標(biāo)技術(shù)］原理：分子信標(biāo)（Molecularbeacon，MB）是一種呈發(fā)夾結(jié)構(gòu)的莖環(huán)雙標(biāo)記寡核苷酸探針，兩端的核酸序列互補(bǔ)配對，因此標(biāo)記在一端的熒光基團(tuán)與標(biāo)記在另一端的淬滅基團(tuán)緊緊靠近。熒光基團(tuán)被激發(fā)后產(chǎn)生的光子被淬滅劑淬滅，由熒光基團(tuán)產(chǎn)生的能量以紅外而不是可見光形式釋放出來。分子信標(biāo)的莖環(huán)結(jié)構(gòu)中，環(huán)一般為15-30bp（有人認(rèn)為18-20個bp較好）長，并與目標(biāo)序列互補(bǔ)，莖一般5-7bp長（GC含量較高），相互配對形成莖的結(jié)構(gòu)。熒光基團(tuán)標(biāo)記在探針的一端，而淬滅劑則標(biāo)記在另一端。在復(fù)性溫度下，因為模板不存在時形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)，當(dāng)加熱變性會互補(bǔ)配對的莖環(huán)雙鏈解開，如果有模板存在環(huán)序列將與模板配對。與模板配對后，分子信標(biāo)將成鏈狀而非發(fā)夾狀，使得熒光基團(tuán)與淬滅劑分開。當(dāng)熒光基團(tuán)被激發(fā)時，淬滅作用被解除，發(fā)出激發(fā)光子。應(yīng)用：應(yīng)用于基因定量分析和突變體識別、疾病基因檢測與診斷、單核苷酸多態(tài)性(singlenucleotidepolymorphism,SNP)分析等生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)和臨床研究中。

優(yōu)點：本底低，特異靈敏

缺點：①雜交時探針不能完全與模板結(jié)合，因此穩(wěn)定性較差。②探針合成時標(biāo)記較復(fù)雜延伸技術(shù)：建立在分子信標(biāo)技術(shù)基礎(chǔ)上的探針技術(shù)有Amplifluor、Sunrise、Amplisensor、Scorpion等，其中Sunrise技術(shù)，這一方法的特點是所有的擴(kuò)增產(chǎn)物均能標(biāo)記上熒光分子，因此熒光信號響應(yīng)快，但無法區(qū)分特異和非特異擴(kuò)增是其致命的不足。Amplisensor技術(shù)是一種復(fù)合探針技術(shù)，一個探針上連接一種熒光物，另一探針連接一淬滅物。兩探針長度不同，其中淬滅物標(biāo)記探針5’端多出7個堿基（GCGTCCC）。PCR擴(kuò)增前需將熒光物標(biāo)記探針與一個半套式PCR引物連接，PCR引物的5’末端應(yīng)有一段與長探針互補(bǔ)的序列，以便連接酶將該引物與短探針連接。擴(kuò)增時該探針－引物復(fù)合物作為半套式引物摻入到模板，從而釋放出淬滅探針部分，破壞了FRET，而產(chǎn)生熒光

Scorpion技術(shù)（蝎形引物）則是通過在分子信標(biāo)的3’端設(shè)計連接臂連接一段引物，延伸反應(yīng)時不能夠延伸至分子信標(biāo)，這樣非特異擴(kuò)增產(chǎn)物便無熒光信號。包含發(fā)夾結(jié)構(gòu)的PCR產(chǎn)物在退火時形成分子內(nèi)雜交，發(fā)夾結(jié)構(gòu)被破壞，兩個基團(tuán)之間發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移，從而發(fā)出熒光。這種方法可以解決非特異的問題，同時靈敏度高，反應(yīng)快，已應(yīng)用于k-ras及BRAC2基因的突變分析了，但這種方法不能保證雜交時探針與模板完全匹配，而且合成復(fù)雜。

這種技術(shù)雖然也是積累熒光（因為結(jié)合上模板以后不會掉下來），但是不同于Taqman水解探針，分子信標(biāo)可以進(jìn)行溶解曲線分析，這也就是說分子信標(biāo)可以進(jìn)行包括突變檢測，SNP檢測等在內(nèi)的定量PCR延伸應(yīng)用。但是這種技術(shù)正如上面提到的探針設(shè)計復(fù)雜，穩(wěn)定性差——而這一點對于溶解曲線的影響頗大，因此在應(yīng)用上也需要審慎考慮。第三代、熒光引物[Amplifluor技術(shù)]原理：激發(fā)的熒光進(jìn)行分子能量轉(zhuǎn)移到受體成分導(dǎo)致熒光發(fā)射的淬滅。目標(biāo)特異性Amplifluor引物包含一個5’內(nèi)部互補(bǔ)序列，標(biāo)記有熒光發(fā)色團(tuán)（fluorescerin）和一個能量受體：4-（二甲胺）氮-苯磺酸（DABSYL）。發(fā)夾結(jié)構(gòu)的3’端序列是目標(biāo)特異性引物區(qū)。未結(jié)合的Amplifluor引物由于內(nèi)部熒光發(fā)色團(tuán)和淬滅分子的緊密接近，只有低的熒光信號。

在第一個循環(huán)中，Amplifluor引物1與特異CDNA的第一條鏈退火并被Taq酶延伸。在第二個循環(huán)中Amplifluor引物1延伸產(chǎn)物作為引物2（反義鏈引物）的模板。一旦引物2被Taq酶延伸，Amplifluor發(fā)夾引物解折疊并產(chǎn)生熒光信號。隨后的擴(kuò)增循環(huán)中產(chǎn)生的熒光信號的增強(qiáng)與擴(kuò)增產(chǎn)物量的增加成比例。

[LUM技術(shù)]原理：LUM(lightuponextention)引物技術(shù)是Invitrogen公司的一項專利，是利用熒光標(biāo)記的引物實現(xiàn)定量的一項新技術(shù)。使用類似分子信標(biāo)的發(fā)夾結(jié)構(gòu)設(shè)計引物，使引物同時起到熒光探針的作用。引物對中的一個引物3’端用熒光報告基團(tuán)標(biāo)記。在沒有單鏈模板的情況下，該引物自身配對，形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，使熒光淬滅。在模板存在的情況下，引物與模板配對，發(fā)夾結(jié)構(gòu)打開，產(chǎn)生熒光信號。使用LUX引物，不需要專門設(shè)計探針，即省了成本又給實驗設(shè)計提供了寬松的條件。由于沒有探針控制特異性，因此他的特異性要弱于探針技術(shù)，但非特異性擴(kuò)增或引物二聚體沒有影響，所以其特異性要強(qiáng)于SYBRGREEN。

看完這些方法，相信新近接觸定量PCR的人就已經(jīng)覺得眼花繚亂了，其實雖然以上這些檢測技術(shù)有許多，但是實際上在商品成熟應(yīng)用上并不是有這么多豐富的選擇，具體的優(yōu)良產(chǎn)品篩選請見：定量PCR經(jīng)典之選——Taqman探針科研定量PCR首選——雜交探針定量檢測精靈——熒光引物中國的PCR——達(dá)安SNP的理論與應(yīng)用單核苷酸多態(tài)性（singlenucleotidepolymorphism，SNP）：主要是指在基因組水平上由單個核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性。它是人類可遺傳的變異中最常見的一種。占所有已知多態(tài)性的90%以上。SNP在人類基因組中廣泛存在，平均每500～1000個堿基對中就有1個，估計其總數(shù)可達(dá)300萬個甚至更多。SNP所表現(xiàn)的多態(tài)性只涉及到單個堿基的變異，這種變異可由單個堿基的轉(zhuǎn)換（transition）或顛換（transversion）所引起，也可由堿基的插入或缺失所致。但通常所說的SNP并不包括后兩種情況。理論上講，SNP既可能是二等位多態(tài)性，也可能是3個或4個等位多態(tài)性，但實際上，后兩者非常少見，幾乎可以忽略。因此，通常所說的SNP都是二等位多態(tài)性的。這種變異可能是轉(zhuǎn)換（CT，在其互補(bǔ)鏈上則為GA），也可能是顛換（CA，GT，CG，AT）。轉(zhuǎn)換的發(fā)生率總是明顯高于其它幾種變異，具有轉(zhuǎn)換型變異的SNP約占2/3，其它幾種變異的發(fā)生幾率相似。Wang等的研究也證明了這一點。轉(zhuǎn)換的幾率之所以高，可能是因為CpG二核苷酸上的胞嘧啶殘基是人類基因組中最易發(fā)生突變的位點，其中大多數(shù)是甲基化的，可自發(fā)地脫去氨基而形成胸腺嘧啶。在基因組DNA中，任何堿基均有可能發(fā)生變異，因此SNP既有可能在基因序列內(nèi)，也有可能在基因以外的非編碼序列上。總的來說，位于編碼區(qū)內(nèi)的SNP（codingSNP,cSNP）比較少，因為在外顯子內(nèi)，其變異率僅及周圍序列的1/5.但它在遺傳性疾病研究中卻具有重要意義，因此cSNP的研究更受關(guān)注。從對生物的遺傳性狀的影響上來看，cSNP又可分為2種：同義cSNP（synonymouscSNP）：即SNP所致的編碼序列的改變并不影響其所翻譯的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，突變堿基與未突變堿基的含義相同；非同義cSNP（non-synonymouscSNP）：指堿基序列的改變可使以其為藍(lán)本翻譯的蛋白質(zhì)序列發(fā)生改變，從而影響了蛋白質(zhì)的功能。這種改變常是導(dǎo)致生物性狀改變的直接原因。cSNP中約有一半為非同義cSNP。先形成的SNP在人群中常有更高的頻率，后形成的SNP所占的比率較低。各地各民族人群中特定SNP并非一定都存在，其所占比率也不盡相同，但大約有85%應(yīng)是共通的。SNP自身的特性決定了它更適合于對復(fù)雜性狀與疾病的遺傳解剖以及基于群體的基因識別等方面的研究：1、SNP數(shù)量多，分布廣泛。據(jù)估計，人類基因組中每1000個核苷酸就有一個SNP，人類30億堿基中共有300萬以上的SNPs.SNP遍布于整個人類基因組中，根據(jù)SNP在基因中的位置，可分為基因編碼區(qū)SNPs（Coding-regionSNPs，cSNPs）、基因周邊SNPs（PerigenicSNPs，pSNPs）以及基因間SNPs（IntergenicSNPs，iSNPs）等三類。2、SNP適于快速、規(guī)模化篩查。組成DNA的堿基雖然有4種，但SNP一般只有兩種堿基組成，所以它是一種二態(tài)的標(biāo)記，即二等位基因（biallelic）。由于SNP的二態(tài)性，非此即彼，在基因組篩選中SNPs往往只需+/-的分析，而不用分析片段的長度，這就利于發(fā)展自動化技術(shù)篩選或檢測SNPs.3、SNP等位基因頻率的容易估計。采用混和樣本估算等位基因的頻率是種高效快速的策略。該策略的原理是：首先選擇參考樣本制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后將待測的混和樣本與標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比較，根據(jù)所得信號的比例確定混和樣本中各種等位基因的頻率。4、易于基因分型。SNPs的二態(tài)性，也有利于對其進(jìn)行基因分型。對SNP進(jìn)行基因分型包括三方面的內(nèi)容：（1）鑒別基因型所采用的化學(xué)反應(yīng)，常用的技術(shù)手段包括：DNA分子雜交、引物延伸、等位基因特異的寡核苷酸連接反應(yīng)、側(cè)翼探針切割反應(yīng)以及基于這些方法的變通技術(shù)；（2）完成這些化學(xué)反應(yīng)所采用的模式，包括液相反應(yīng)、固相支持物上進(jìn)行的反應(yīng)以及二者皆有的反應(yīng)。（3）化學(xué)反應(yīng)結(jié)束后，需要應(yīng)用生物技術(shù)系統(tǒng)檢測反應(yīng)結(jié)果。SNP檢測技術(shù)snp現(xiàn)有檢測技術(shù)有主要的3大類別1、測序主要發(fā)現(xiàn)新的snp位點和比較集中的snp位點，如hla區(qū)域，但成本較高，工作量大，不適合大樣本做疾病關(guān)聯(lián)分析。2、taqman探針結(jié)果比較可靠，國外文章也大量應(yīng)用，不過對于國內(nèi)成本偏高，同類還有snpshot技術(shù)，abi和貝克曼都相應(yīng)試劑盒。成本和成功率都比taqman要低。3、snp芯片國外大規(guī)模篩查疾病關(guān)聯(lián)分析常用，illumina和affy都有不同密度的成熟產(chǎn)品，單位點成本很低，但點較多，樣本多時也會很高花費，但結(jié)果準(zhǔn)確，適合復(fù)雜疾病，有實力的項目組一般大型機(jī)器點在384-群基因組可以訂制，但成本會高；illumina開發(fā)了一臺小的芯片，極其適合1-384，可以訂制，成本在2-5元/人點，但還沒有很成熟的流程，具體效果和成功率要進(jìn)一步看。剩下的就是傳統(tǒng)方法如酶切，pcr-sscp等，也有雜志接受，但一般需要測序驗證。缺點是工作量太大，結(jié)果不準(zhǔn)確，不是所有位點都可以做，但成本很低。突變數(shù)據(jù)庫HumanGeneMutationDatabase(HGMD)http://www.uwcm.ac.uk/uwcm/mg/hgmd0.html

TheGenomeDatabase(GD)SNP數(shù)據(jù)庫DatabaseofSingleNuleotidePolymorphisms(dbSNP)/SNP/

HumanGenomeVariationDatabase(HGVbase)http://hgvbase.cgb.ki.se/TheSnpConsortium，LTD.（TSC）/

為什么說SNP的變異沒有STR(shorttandemrepeat)大?一般來說SNP是雙等位基因的，就是說一個位點，人群中大部分人是A堿基，那么還有一部分人是T堿基，一般不會是C或者G了，這是一般的規(guī)律，沒有什么好解釋的。舉個例子，一個人是正常人,他的某一條染色體一段序列是：AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA，反向肯定是一串T了，是吧？另一條染色體也是這個樣子的，因為有父母兩條染色體的。當(dāng)然這是大部分人的情況。另外一小部分人，1%左右吧，這是統(tǒng)計數(shù)字，呵呵，一條是AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA，反向也是一串T，另一條染色體就會出現(xiàn)這種情況AAAAGAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA，在第五個堿基有一個SNP那么這條染色體的反向我就不說了，這種人是一種雜合子，還有一部分人是純合子，現(xiàn)在應(yīng)該知道了吧？就是兩條染色體都是在第五個堿基是G，那么這個SNP是雙等位基因的，就是除了A就是G了。而STR是shorttandemrepeat,短串聯(lián)重復(fù)，一般是CA重復(fù)，重復(fù)次數(shù)很多的。在一個人的染色體上可以有多種重復(fù)。假設(shè)A個體，來自父親的染色體重復(fù)了10次，來自母親的那條重復(fù)了11次，B個體來自父親的染色體重復(fù)了8次，來自母親的那條重復(fù)了14次，那么這樣說這個STR已經(jīng)有四種等位基因型了，當(dāng)然還有更多的。所以說，變異沒有STR那么大。

SNP功能研究進(jìn)展

SNP的研究在當(dāng)前仍然可以用入火如荼形容，一方面是各大數(shù)據(jù)庫可以方便檢索到幾乎任何一個基因的SNP分布及其頻率，另一方面SNP的功能研究有非常大的研究空間和前景，這應(yīng)歸于許多SNP的流行病關(guān)聯(lián)研究重復(fù)性差，因此只有在功能上對其闡述才能解決根本問題。當(dāng)前SNP功能研究主要有以下幾方面：1、報告基因轉(zhuǎn)染技術(shù)：這一技術(shù)主要用于研究啟動子SNP對于mRNA轉(zhuǎn)錄效率，是通過觀察轉(zhuǎn)錄結(jié)局來判斷SNP是否具有功能。2、EMSA技術(shù)：通過在體外合成含SNP位點的寡核苷酸與轉(zhuǎn)錄因子特異性結(jié)合，觀察結(jié)合的強(qiáng)度和效率,但是該技術(shù)由于只人工合成較短長度的寡核苷酸，沒有考慮SNP周圍遺傳背景環(huán)境的影響,因此在重復(fù)性和說服力上不強(qiáng)。3、ChiP技術(shù)：該技術(shù)通過超聲將染色體碎片化,再將碎片化的核酸與轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合，最后通過PCR技術(shù)觀察判斷結(jié)合的效率和強(qiáng)度，該技術(shù)克服了EMSA的一些缺點,當(dāng)前做的文獻(xiàn)較多。Cell上的一篇文章絕對是SNP功能的經(jīng)典文章，值得一看:Cell,Vol119,591-602,24November2004ASingleNucleotidePolymorphismintheMDM2PromoterAttenuatesthep53TumorSuppressorPathwayandAcceleratesTumorFormationinHumans,GarethL.Bond,WenweiHu,ElisabethE.Bond,etal定量PCRTaqman探針的應(yīng)用Taqman探針雖然只發(fā)展了短短的幾十年，但是無論在技術(shù)上還是在應(yīng)用上都有了長足的發(fā)展，尤其是配合著細(xì)胞生物學(xué)，病理學(xué)等方面的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域有了很大的延伸。Taqman定量應(yīng)用可以分為幾個層次，第一個層次自然就是應(yīng)用到臨床檢測，微生物檢測和食品檢測等方面，第二個層次是分子生物學(xué)層面的，包括對各種基因的表達(dá)進(jìn)行定量或者半定量的分析（同一基因在不同組織中的表達(dá)差異，同一基因在不同藥物處理后的表達(dá)差異，轉(zhuǎn)基因食品的檢測等），第三個層次是包括突變分析，等位基因分析，DNA甲基化檢測等在內(nèi)的遺傳學(xué)檢測和單核苷酸多態(tài)性分析。第一個層次：實際檢測應(yīng)用

這個層面主要是一些微生物檢測，食品檢測，環(huán)境監(jiān)測以及一些醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用（病源體檢測，基因病診斷，傳染病檢測，微小殘留病變檢測等），在這些方面定量PCR與傳統(tǒng)的方法具有相似的靈敏度，但是耗時少，需要的勞動力也少，而且它們既可以從活著的也可以從死的病原菌中檢測和定量核酸，而傳統(tǒng)的微生物方法只能檢測活的病原菌。這些主要應(yīng)用到的就是定量PCR在核酸濃度上的簡單定量，由于之前要想在分子操作過程中知道核酸的濃度，主要應(yīng)用的方法是瓊脂糖凝膠電泳和分光光度計，但是這兩種方法前者靠主觀判斷，造成的偏差較大；后者很易受樣品中雜質(zhì)的影響。因此定量PCR由于其靈敏度高、特異性強(qiáng)、無污染性和準(zhǔn)確性等特點當(dāng)然成為了首選。第二個層次：分子生物學(xué)應(yīng)用檢測應(yīng)用和分子生物學(xué)應(yīng)用都是利用了定量PCR對基因表達(dá)的檢測，只不過前者是在臨床實際應(yīng)用上，而后者則是側(cè)重于科學(xué)研究。在分子生物學(xué)上定量PCR的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，包括基因轉(zhuǎn)錄檢測（即同一基因在不同組織中的表達(dá)差異），轉(zhuǎn)基因生物檢測，腫瘤耐藥基因表達(dá)等在內(nèi)的高通量基因表達(dá)檢測（雖然Taqman相對于SYBRGreen熒光染料，沒有那么靈活，但是在陸續(xù)各生物技術(shù)公司推出一些相應(yīng)試劑盒，也保證了Taqman在高通量方面的應(yīng)用）。之前的高通量篩選基因表達(dá)差異的技術(shù)是cDNA芯片和差異顯示，但這兩種技術(shù)的缺點是只能定性而非完整意義上的定量分析。定量PCR技術(shù)的出現(xiàn)無疑為這種檢測提供了極大的方便，利用定量PCR檢測產(chǎn)物并進(jìn)行熔解曲線分析的方法，已經(jīng)對cDNA芯片和差異顯示技術(shù)的結(jié)果進(jìn)行了確認(rèn)，而且得到了更加完整和精確的結(jié)果。第三個層次：遺傳學(xué)，SNP分析以及深入應(yīng)用

點突變分析和等位基因分析：用不同的熒光報告基團(tuán)標(biāo)記的Taqman探針分別與野生型和突變基因雜交。探針雜交的效率和其后的切除與雜交有關(guān)。如果一種染料的熒光信號明顯強(qiáng)于另一種則說明它是一個純合子，如果兩種熒光信號都增加則表明是一個雜合子。實時定量PCR的數(shù)據(jù)被標(biāo)在xy坐標(biāo)軸上來區(qū)分特異的基因型。利用這種方法，能在不到兩個小時內(nèi)很快對96個樣本進(jìn)行基因分型。這一方法最先由Sevall在文章“Rapidallelicdiscriminationfromreal-timeDNAamplification”中提及。為了檢測突變體，可以設(shè)計兩種不同顏色的探針：一個探針設(shè)計來檢測野生型，可以標(biāo)記FAM，另一個標(biāo)記JOE的探針來檢測突變體。通常兩個探針的差別只有1個bp，由于兩個探針相差極小，因此一般推薦使用嚴(yán)格的反應(yīng)條件。通過分析數(shù)據(jù)，兩個通道的結(jié)果會呈現(xiàn)在一個屏幕中，沒有標(biāo)記物的曲線是CH1結(jié)果，有循環(huán)數(shù)的是CH2，最多可以有四個探針(兩個突變體)可以被分析，在編輯好基因型名稱，將域值調(diào)整到0以上后，結(jié)果就會在圖下方的表格中顯示出來。DNA甲基化分析：CG島內(nèi)胞嘧啶的甲基化形成5’-甲基胞嘧啶被認(rèn)為和許多人類疾病特別是癌癥有關(guān)。Laird等人利用一種被稱作Methylight的技術(shù)。Methylight是一種基于Taqman探針的甲基化特異定量PCR技術(shù)。在擴(kuò)增之前先處理DNA，使得未甲基化的胞嘧啶變成尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶不受影響，用特異性的引物和Taqman探針來區(qū)分甲基化和非甲基化的DNA，這種方法不僅方便而且靈敏度更高。特異的引物和Taqman探針被用來區(qū)分甲基化和非甲基化的DNA。和其它實時PCR方法一樣，Methylight無需電泳，因而提高了反應(yīng)的靈敏性和通量。這種方法的靈敏性在食道癌病人血液中癌細(xì)胞異常甲基