單倍型

單倍型

單倍型,是單倍體基因型的簡稱,在遺傳學上是指在同一染色體上進行共同遺傳的多個基因座等位基因的組合;通俗的說法就是若幹個決定同一性狀的緊密連鎖的基因構成的基因型。按照某一指定基因座基因重組發生的數量,單倍型甚至可以指至少兩個基因座或整個染色體。

  • 中文名稱
    單倍型
  • 外文名稱
    haploid genotype
  • 屬    于
    遺傳學
  • 類    別
    單倍體基因型的簡稱

基本信息

【希臘文】ἁπλοῦς

【羅馬字】haplous

【英文全稱】haploid genotype

【英文】Haplotype

【漢譯全稱】單倍體基因型

【漢譯】單倍型

與基因型的區別

更進一步的講,單倍型也是指一個染色單體裏面具有統計學關聯性的一類單核苷酸多態性(SNPs)。一個單倍型內的這類統計學關聯性和等位基因的確認被認為是可以明確的識別所有其他多態區域。這些信息對于探查普通疾病的基因學非常有用,也被用于人類單倍體型圖計畫(HapMap)中。基因在一條染色體上的組合稱單元型 (haplotype ,又稱單倍型 ) ,在體細胞兩條染色體上的組合稱基因型,其表達的特異性別稱表型。

起源

人類基因組中的單倍型源于人類有性生殖的分子機製和我們作為一個物種的歷史。

祖先與後代單倍型的變遷祖先與後代單倍型的變遷

除性細胞外,染色體在人類細胞中成對出現。其中一條染色體來自父方,另一條來自母方。但染色體在一代代的傳遞過程中並不是一成不變的。在精子和卵細胞形成的過程中,染色體對發生重組,即一對染色體中聚集到一起並交換片段。由此產生的雜合染色體含有這對染色體的兩個成員的片段,並傳遞給下一代。

多代之後,經過反復的重組事件,祖先染色體的片段的原有排布在非近親結婚的人群中已被打亂。某些祖先染色體片段會在許多後代個體的DNA序列中出現。這些是沒有被重組打破的區段,相互間被那些發生了重組的區域隔開。這些區段就是單倍型,遺傳學家利用它可以尋找與疾病或者其它醫學上的重要特征相關的基因

解剖學上的現代人類始祖居住于15萬年前的非洲,物種,任何現代人群的大多數變異都來自于祖先中就已經存在的多態性。而且,當人類走出非洲的時候,他們帶走了部分而不是全部的祖先的遺傳多態性。因此,非洲以外的單倍型可以看作是非洲單倍型的子集。另外,非洲以外的人類的單倍型比非洲人的單倍型更長,因為非洲人有更長的歷史,也就有更多的重組來打破單體型。

隨著現代人遍布到世界各地,由于隨機性、自然選擇和其它的遺傳機製,各個地區的單倍型頻率也變得不同。因此,一個已知的單倍型在不同人群中會出現不同的頻率,特別是那些分布廣泛而且在婚配過程中不可能發生大量DNA交換的人群。另外,DNA序列新的變化(即突變),也可以產生新的單倍型,大多數這種新近產生的單倍型沒有足夠的時間傳播到其他的人群和地區。

圖譜計畫

簡介

國際人類單倍型圖譜計畫(簡稱單倍型圖譜計畫)是由6個國家建立的研究聯盟正在投入一項大規模的基因組學計畫,旨在查明普通疾病背後隱藏的基因。經過國家公共機構與私營公司幾個月的共同努力,美國國家衛生研究院(NIH)昨天宣布,已集資1億美元用于在3年時間裏構建一個所謂的單倍型(haplotype)圖譜。這個代價是值得的,但該計畫的宣布相當大一部分是隻是吹響"進軍的號角",許多細節問題還很粗糙,有待于進一步討論。 建立一個單倍型圖譜簡稱HapMap的想法,早在科學家發現人類基因組有著一個驚人 的結構體系後就非正式地提出過。組成基因組的DNA大"積木"即所謂的單倍型被認為隻來自少數變異。有一個頗受歡迎的理論就是不同的單倍型意味著大到癌症小到身體輕微不適等健康與疾病之間的差異(如左圖,B和D的單倍型與其他人不同,其中有3個鹼基發生變異)。研究人員計畫檢查分別來自非洲、亞洲和美國的4組人群的200到400個遺傳樣品。(早先已有研究證明單倍型模式因祖先不同而不同)。 出于對HapMap能夠提供人類基因組序列尚不能提供給我們的醫學問題答案的潛力所抱的熱情,NIH在2013年早些時候就計畫籌資1千萬美元的研究經費,從而為構建單倍型圖譜鋪平路。自此,加拿大政府也撥款1千萬美元,英國Wellcome Trust Sanger研究院集資2500萬美元;日本、中國以及一個公私合作的組織--SNP聯盟,都在尋找人類基因組不同版本之間的遺傳差異,他們都加入到這個大規模計畫中來。 這個計畫預計在美國基因組中心召集的以及來自國外的受試者同意計畫的一些基本規則後就正式開始,這也許是給人類基因組計畫之後全球生命科學領域最大的一次合作。然而還有很多事情懸而未決,例如如何設定資料收集的標準,如何構建圖譜,以及如何分工等。 "我們已經知道如何找到合作的最佳途徑。"Sanger研究院人類遺傳學分部主任David Bentley說。但他指出,不同于測定了30億個清楚定位的鹼基的人類基因組計畫,沒人確知單倍型圖譜計畫會取得什麽樣的成果。

國際HapMap計畫通過提供充分資源,使研究人員用于發現與疾病及個體治療反應相關的遺傳多態位點,從而對人類健康做出貢獻。一旦發現這樣的變異位點,研究人員可以更多地了解該疾病的起因以及預防、診斷和治療的方法。

目的

項目的目標並不是直接確定與疾病相關的基因,而是通過確定單倍型,使單倍型圖成為用于進行關聯研究的一個工具。在關聯研究中,研究人員將患者的單倍型與健康人(對照)的單倍型相比較。如果與對照相比,某一種單倍型在患者中經常出現,影響該疾病的基因可能就存在于這個單倍型內部或附近。

常見的疾病如癌症、中風、心髒病、糖尿病、憂鬱症和哮喘等是多個遺傳變異位點與環境因子共同作用的結果。根據"常見疾病-常見變異"的假說,罹患常見疾病的風險受到人群中相對常見的遺傳變異的影響。截止到2013年還沒有足夠的證據來支持該假說的普遍性,但是越來越廣泛分布的與常見疾病相關的遺傳變異位點正在被發現,包括那些涉及自體免疫疾病、精神分裂症、糖尿病、哮喘、中風和心髒病的多態位點。國際HapMap計畫的益處之一就是可以利用單倍型圖HapMap來更多地了解常見疾病和我們的基因之間的關系。

意義

HapMap還將產生截止2013年尚很難預料的知識上的進展。未來可以在患者的遺傳構成的基礎上實現個體化醫療,從而得到最好的效果並將副作用降至最低。與長壽和抗病能力有關的遺傳變異將被確定,從而產生具有廣泛益處的新療法。對任何新知識而言,HapMap既帶來新的挑戰,又帶來不可預料的空前的機遇。

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