(„snip“) Single Nucleotide Polymorphism SNP („snip“) Single Nucleotide Polymorphism Antje Blümke Genomforschungspraktikum II

Übersicht Was sind SNPs? Motivation Detektion von SNPs Quellen Unterteilung der SNPs Detektion von SNPs RFLP SNP-Karten Quellen Antje Blümke Genomforschungspraktikum II

Was sind SNPs? SNP = Single Nucleotide Polymorphism Unterschiede einzelner Basenpaare Zufällig über das Genom verteilt  Grundlage für Unterschiede zwischen einzelnen Individuen Unterschiede zwischen Individuen  zB Grund für Ähnlichkeiten zwischen Verwandten Antje Blümke Genomforschungspraktikum II

Motivation Warum untersucht man SNPs? Beim Menschen: 99,9 % sind identisch 3 Mio SNPs 1 SNP etwa alle 500 – 1000 bp Stabil und ändern sich über Generationen kaum Nicht gleichmäßig verteilt Warum untersucht man SNPs? Pharmakogenetik Molekulare Tier- & Planzenzucht Genetisch Identifikation (z.B. Vaterschaftstest) Grundlagenforschung Biodiversitätsanalyse Individuelle Reaktionen auf Medikamente beruht auf Unterschiede in Enzymen, die Medikamente umsetzten und an denen sie angreifen. Pharmakogenetik: Hochdurchsatz-Genotypisierungen, Begleitung klinischer Studien, genetische Target-Identifizierung und – Validierung, Risikoabschätzung für gefährdete Patientengruppen, Entwicklung von Diagnostika für die präventive und prädiktive Medizin, Unterstützung bei der Entwicklung personalisierter Medikamente   Molekulare Tier- und Pflanzenzucht: Markeranalysen, Qualitätssicherung, Sortenschutz, genetische SNP Kartierung Genetische Identifikation: Fingerprinting, Verwandtschaftsanalysen, Forensik Grundlagenforschung: Mutationsanalysen, Allelbestimmungen, Allelfrequenzen, Haplotypen, Bioinformatik, in-silico SNP-Entdeckung Biodiversitätsanalysen: SNP-Genotypisierung ganzer Populationen, Duplikatausmusterung aus Sammlungen, Sicherung und Herkunftsbestimmung genetischer Vielfalt, Bioprospecting und Schutz vor Biopiraterie. Antje Blümke Genomforschungspraktikum II

Unterteilung (1) Unterscheidung nach Vorkommen: rSNPs = random SNPs  Liegen nicht in Genen  keine Beeinflussung des Phänotyps Relativ häufig Marker bei Kartierung eines Genoms Antje Blümke Genomforschungspraktikum II

Unterteilung (2) pSNPs = Phänotyp-relevante SNPs:  gSNPs = Gen-assoziierte SNPs  In der Nähe eines Gens oder in Introns  eventuell Beeinflussung von Kontrollelementen Seltener als rSNPs cSNPs = codierende SNPs  In Exons lokalisiert  Beeinflussung des Genprodukts Bis zu 100.000 im menschlichen Genom Beeinflussung des Phänotyps über gSNPs  Menge des Proteins cSNPs  Form (=Funktion) des Proteins gSNPs & cSNPs wichtig für Wirksamkeit und Verträglichkeit von Medikamenten Bsp: Veränderung von basischen Glutamin zu neutralen Glycin Antje Blümke Genomforschungspraktikum II

Detektion von SNPs Nachweismethoden: RFLP Erstellung einer SNP-Karte Früher: Detektion durch Southern-Blot Heute: PCR-basierte Verfahren Pyrosequencing MALDI-TOF Array-Technologie Erstellung einer SNP-Karte SNP-Konsortium SNP-Konsortium: 1999 gegründet mit 10 pharmazeutischen Unternehmen + fünf führende Forschungseinrichtungen  Um umfassende SNP-Karte des menschlichen Genoms zu erstellen. Antje Blümke Genomforschungspraktikum II

RFLP Antje Blümke Genomforschungspraktikum II

SNP-Karte Darstellung der unterschiedlichen SNPs Einordnung bekannter SNPs in DNA-Sequenz Antje Blümke Genomforschungspraktikum II

Quellen Vorlesungen: Genetik der Eukaryoten WS05/06 Gentechnologie WS05/06 www.roche.com; SNPs: Die große Bedeutung der kleinen Unterschiede Antje Blümke Genomforschungspraktikum II