Matriz de SNP

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En biología molecular, una matriz de SNP es un tipo de micromatriz de ADN que se utiliza para detectar polimorfismos dentro de una población. Un polimorfismo de un solo nucleótido (SNP), una variación en un único sitio del ADN, es el tipo de variación más frecuente en el genoma. Se han identificado alrededor de 335 millones de SNP en el genoma humano, 15 millones de los cuales están presentes en frecuencias del 1 % o más en diferentes poblaciones de todo el mundo.

Principios

Los principios básicos de la matriz de SNP son los mismos que los de la micromatriz de ADN. Estos son la convergencia de la hibridación de ADN, la microscopía de fluorescencia y la captura de ADN en superficie sólida. Los tres componentes obligatorios de las matrices de SNP son:

  1. Una matriz que contiene sondas de oligonucleótido (ASO).
  2. Fragmented nucleic acid sequences of target, labelled with fluorescent dyes.
  3. Un sistema de detección que registra e interpreta la señal de hibridación.

Las sondas ASO suelen elegirse en función de la secuenciación de un panel representativo de individuos: las posiciones que varían en el panel a una frecuencia específica se utilizan como base para las sondas. Los chips SNP se describen generalmente por la cantidad de posiciones SNP que analizan. Se deben utilizar dos sondas para cada posición SNP para detectar ambos alelos; si solo se utilizara una sonda, el fracaso experimental sería indistinguible de la homocigosidad del alelo no analizado.

Aplicaciones

Perfil del número de copia de ADN para la línea de células de cáncer de mama T47D (Affymetrix SNP Array)
Perfil de LOH para la línea de células de cáncer de mama T47D (Affymetrix SNP Array)

Una matriz de SNP es una herramienta útil para estudiar pequeñas variaciones entre genomas completos. Las aplicaciones clínicas más importantes de las matrices de SNP son para determinar la susceptibilidad a enfermedades y para medir la eficacia de terapias farmacológicas diseñadas específicamente para individuos. En investigación, las matrices de SNP se utilizan con mayor frecuencia para estudios de asociación de todo el genoma. Cada individuo tiene muchos SNP. El análisis de ligamiento genético basado en SNP se puede utilizar para mapear loci de enfermedades y determinar genes de susceptibilidad a enfermedades en individuos. La combinación de mapas de SNP y matrices de SNP de alta densidad permite que los SNP se utilicen como marcadores para enfermedades genéticas que tienen rasgos complejos. Por ejemplo, los estudios de asociación de todo el genoma han identificado SNP asociados con enfermedades como la artritis reumatoide y el cáncer de próstata. Una matriz de SNP también se puede utilizar para generar un cariotipo virtual utilizando software para determinar el número de copias de cada SNP en la matriz y luego alinear los SNP en orden cromosómico.

Los SNP también se pueden utilizar para estudiar anomalías genéticas en el cáncer. Por ejemplo, las matrices de SNP se pueden utilizar para estudiar la pérdida de heterocigosidad (LOH). La LOH se produce cuando un alelo de un gen sufre una mutación perjudicial y se pierde el alelo que funciona normalmente. La LOH se produce con frecuencia en la oncogénesis. Por ejemplo, los genes supresores de tumores ayudan a evitar que se desarrolle el cáncer. Si una persona tiene una copia mutada y disfuncional de un gen supresor de tumores y su segunda copia funcional del gen se daña, puede tener más probabilidades de desarrollar cáncer.

Otros métodos basados en chips, como la hibridación genómica comparativa, pueden detectar ganancias o deleciones genómicas que conducen a la LOH. Sin embargo, las matrices de SNP tienen la ventaja adicional de poder detectar la LOH de copia neutra (también llamada disomía uniparental o conversión génica). La LOH de copia neutra es una forma de desequilibrio alélico. En la LOH de copia neutra, falta un alelo o un cromosoma completo de un progenitor. Este problema conduce a la duplicación del otro alelo parental. La LOH de copia neutra puede ser patológica. Por ejemplo, digamos que el alelo de la madre es de tipo salvaje y completamente funcional, y el alelo del padre está mutado. Si falta el alelo de la madre y el niño tiene dos copias del alelo mutante del padre, puede producirse una enfermedad.

Las matrices de SNP de alta densidad ayudan a los científicos a identificar patrones de desequilibrio alélico. Estos estudios tienen posibles usos de diagnóstico y pronóstico. Debido a que la LOH es tan común en muchos cánceres humanos, las matrices de SNP tienen un gran potencial en el diagnóstico del cáncer. Por ejemplo, estudios recientes de matrices de SNP han demostrado que los tumores sólidos como el cáncer gástrico y el cáncer de hígado muestran LOH, al igual que las neoplasias malignas no sólidas como las neoplasias hematológicas, LLA, SMD, LMC y otras. Estos estudios pueden proporcionar información sobre cómo se desarrollan estas enfermedades, así como sobre cómo crear terapias para ellas.

La cría de varias especies animales y vegetales ha sido revolucionada por la aparición de matrices SNP. El método se basa en la predicción del mérito genético incorporando relaciones entre individuos basadas en datos de matrices SNP. Este proceso se conoce como selección genómica. Las matrices específicas para cultivos se utilizan en la agricultura.

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