Kombinasi kata Yunani poli (artinya beberapa) dan morph (artinya bentuk), polimorfisme adalah istilah yang digunakan dalam genetika untuk menggambarkan berbagai bentuk gen tunggal yang ada pada seorang individu atau di antara sekelompok individu. Apa itu polimorfisme genetik? Jika monomorfisme berarti hanya memiliki satu bentuk dan dimorfisme hanya memiliki dua bentuk, istilah polimorfisme adalah istilah yang sangat spesifik dalam genetika dan biologi yang mengacu pada berbagai bentuk gen yang
Kombinasi kata-kata Yunani poli(yang artinya beberapa) dan berubah(artinya bentuk), polimorfisme adalah istilah yang digunakan dalam genetika untuk menggambarkan berbagai bentuk gen tunggal yang ada pada seorang individu atau di antara sekelompok individu.
Apa itu polimorfisme genetik?
Jika monomorfisme berarti hanya memiliki satu bentuk dan dimorfisme hanya memiliki dua bentuk, istilah polimorfisme adalah istilah yang sangat spesifik dalam genetika dan biologi yang mengacu pada berbagai bentuk gen yang dapat ada.
Istilah ini tidak mencakup karakteristik yang mengalami perubahan terus-menerus, seperti tinggi badan (meskipun hal ini mungkin merupakan aspek yang diwariskan). Sebaliknya, polimorfisme mengacu pada bentuk-bentuk yang terputus-putus (memiliki variasi diskrit), bimodal (memiliki atau melibatkan dua mode), atau polimodal (banyak mode). Misalnya bantalan telinga terpasang atau tidak, ini adalah situasi ini/atau, dan tidak seperti tingginya, yang bukan merupakan angka yang ditentukan.
Polimorfisme awalnya digunakan untuk menggambarkan bentuk gen yang terlihat, namun istilah ini sekarang digunakan untuk mencakup mode kritis seperti golongan darah yang memerlukan tes darah untuk menguraikannya. Selain itu, istilah ini terkadang digunakan secara salah untuk mendeskripsikan ras atau varian geografis yang tampaknya berbeda, namun polimorfisme mengacu pada fakta bahwa berbagai bentuk gen tunggal harus secara bersamaan menempati habitat yang sama (tidak termasuk morf geografis, ras, atau musiman.)
Polimorfisme genetik mengacu pada kemunculan dua atau lebih fenotipe yang ditentukan secara genetis dalam suatu populasi tertentu (dalam proporsi sedemikian rupa sehingga karakteristik yang paling langka tidak dapat dipertahankan hanya dengan mutasi berulang). Polimorfisme mendorong keanekaragaman dan bertahan selama beberapa generasi karena tidak ada satu bentuk yang mempunyai kelebihan atau kekurangan secara keseluruhan dibandingkan bentuk lainnya dari sudut pandang seleksi alam.
Apakah ini sama dengan mutasi?
Mutasi sendiri tidak tergolong polimorfisme. Polimorfisme adalah variasi urutan DNA yang umum terjadi pada suatu populasi. Di sisi lain, mutasi adalah setiap perubahan urutan DNA yang menyimpang dari norma (menyiratkan bahwa alel normal terjadi dalam suatu populasi dan mutasi mengubah alel normal tersebut menjadi varian langka dan abnormal.)
Dalam suatu polimorfisme, terdapat dua atau lebih alternatif yang sama-sama dapat diterima dan diklasifikasikan sebagai polimorfisme, alel persekutuan terkecil harus mempunyai frekuensi 1% atau lebih dalam populasi. Jika frekuensinya di bawah ini, alel tersebut dianggap mutasi.
Polimorfisme dan enzim
Studi pengurutan gen, seperti yang dilakukan untuk Proyek Genom Manusia, telah menunjukkan bahwa pada tingkat nukleotida, gen yang mengkode protein tertentu dapat memiliki sejumlah perbedaan urutan. Perbedaan ini tidak mengubah keseluruhan produk secara signifikan untuk menghasilkan a protein yang berbeda, tetapi mungkin memiliki efek substrat. spesifisitas dan aktivitas spesifik (untuk enzim), efisiensi pengikatan (untuk faktor transkripsi, protein membran, dll.) atau fungsi dan fungsi lainnya. Misalnya, ada banyak polimorfisme CYP 1A1 yang berbeda. salah satu dari banyak enzim sitokrom P450 hati, pada umat manusia.
Meskipun enzim pada dasarnya memiliki urutan dan struktur yang sama, polimorfisme dalam enzim dapat mempengaruhi cara orang memetabolisme obat. Polimorfisme CYP 1A1 pada manusia, dimana asam amino Isoleusin digantikan oleh Valin pada ekson 7, telah dikaitkan dengan kebiasaan merokok.
Penggunaan polimorfisme genetik telah menjadi salah satu kekuatan deCODE Genetics, sebuah perusahaan yang berfokus pada identifikasi faktor risiko genetik untuk berbagai penyakit.
Sumber:
Ford, EB 1975. Genetika lingkungan(edisi ke-4). London: Chapman & Aula
Ford, EB (1940). "Polimorfisme dan Taksonomi". Dalam Julian Huxley (ed.). Taksonomi baru. Oxford: Clarendon Pr. hal.493-513. ISBN 1-930723-72-5.
Sheppard, Philip M.1975. Seleksi alam dan pewarisan(Edisi ke-4th) London: Hutchinson.
) dua atau lebih bentuk keturunan berbeda yang berada dalam keseimbangan dinamis selama beberapa atau bahkan banyak generasi. Paling sering, variasi genetik ditentukan oleh variasi tekanan dan vektor (arah) seleksi dalam kondisi yang berbeda (misalnya, pada musim yang berbeda), atau oleh peningkatan viabilitas relatif heterozigot (Lihat Heterozigot). Salah satu jenis genetika - genetika seimbang - dicirikan oleh rasio optimal bentuk polimorfik yang konstan, penyimpangan yang ternyata tidak menguntungkan bagi spesies, dan diatur secara otomatis (rasio bentuk optimal ditetapkan). Sebagian besar gen berada dalam kondisi produksi gen yang seimbang pada manusia dan hewan. Ada beberapa bentuk keanekaragaman genetik, yang analisisnya memungkinkan untuk mengetahui pengaruh seleksi pada populasi alami.
menyala.: Timofeev-Resovsky N.V., Svirezhev Yu.M., Tentang polimorfisme genetik dalam populasi, “Genetika”, 1967, No.10.
Ensiklopedia Besar Soviet. - M.: Ensiklopedia Soviet. 1969-1978 .
Lihat apa itu “Polimorfisme genetik” di kamus lain:
polimorfisme genetik- Keberadaan dua atau lebih genotipe dalam suatu populasi dalam jangka panjang, yang frekuensinya secara signifikan melebihi kemungkinan terjadinya mutasi berulang yang sesuai. [Arefyev V.A., Lisovenko L.A. Kamus penjelasan istilah genetik Inggris-Rusia... ... Panduan Penerjemah Teknis
Polimorfisme genetik Polimorfisme genetik. Keberadaan dua atau lebih genotipe dalam suatu populasi dalam jangka panjang, yang frekuensinya secara signifikan melebihi kemungkinan terjadinya mutasi berulang yang sesuai. (Sumber: “Intelektual Anglo-Rusia... ...
polimorfisme genetik- status polimorfisme genetika T sritis ekologija dan aplikasi apibrėžtis Genetiškai rokingų dviejų ar daugiau vienos rūšies formų egzistavimas populiacijoje, kurio negalima laikyti pasikartojančiomis mutacijomis. atitikmenys: bahasa inggris. genetik... Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
polimorfisme genetik- status polimorfisme genetika T sritis augalininkystė apibrėžtis Ilgalaikis buvimas populiacijoje dviejų ar daugiau genotipų, kurių dažnumas labai viršija pasikartojančių mutacijų radimosi tikimybę. atitikmenys: bahasa inggris. polimorfisme genetik rus… Žemės ūkio augalų selectijos ir sėklininkystės terminų žodynas
Polimorfisme genetik- keberadaan jangka panjang dalam suatu populasi dari dua atau lebih genotipe, yang frekuensinya melebihi kemungkinan terjadinya mutasi berulang yang sesuai... Kamus psikogenetika
Polimorfisme dalam biologi, keberadaan individu dalam satu spesies yang sangat berbeda penampilannya dan tidak memiliki bentuk peralihan. Jika ada dua bentuk seperti itu, fenomena tersebut disebut dimorfisme (kasus khusus adalah dimorfisme seksual). P. meliputi perbedaan penampakan... ...
I Polimorfisme (dari bahasa Yunani polýmorphos beragam) dalam fisika, mineralogi, kimia, kemampuan beberapa zat untuk ada dalam keadaan dengan struktur kristal atom yang berbeda. Masing-masing keadaan ini (fase termodinamika),... ... Ensiklopedia Besar Soviet
Polimorfisme peristiwa unik, Bahasa Inggris. polimorfisme peristiwa unik/UEP dalam silsilah DNA berarti penanda genetik yang berhubungan dengan satu mutasi yang sangat langka. Dipercaya bahwa semua pembawa mutasi semacam itu mewarisinya dari... ... Wikipedia
Variasi terputus-putus pada alel homolog dari lokus gen yang sama, yang menjadi dasar stabilitas suatu populasi. Sensitivitas organisme terhadap berbagai faktor lingkungan dibedakan, ditentukan secara genotip,... ... Kamus ekologi
Polimorfisme polimorfisme. Adanya individu-individu yang berbeda secara genetik dalam suatu kelompok persilangan (populasi); P. mungkin bersifat non-genetik (memodifikasi), misalnya tergantung pada kepadatan penduduk (lihat.
Polimorfisme populasi manusia. Beban genetik.
Polimorfisme.
Klasifikasi polimorfisme.
Polimorfisme genetik populasi manusia.
Polimorfisme berdasarkan golongan darah.
Beban genetik.
Beban genetik pada populasi manusia.
Aspek genetik dari kecenderungan penyakit.
Proses spesiasi, yang melibatkan faktor seperti seleksi alam, menciptakan keanekaragaman bentuk kehidupan yang disesuaikan dengan kondisi lingkungan. Di antara berbagai genotipe yang muncul pada setiap generasi karena cadangan variabilitas herediter dan rekombinasi alel, hanya sejumlah terbatas yang menentukan kemampuan beradaptasi maksimum terhadap lingkungan tertentu. Polimorfisme
– adanya dua atau lebih fenotipe yang sangat berbeda dalam satu populasi panmix, yang bisa normal atau abnormal.
Polimorfisme adalah fenomena intrapopulasi.
Polimorfisme herediter diciptakan oleh mutasi dan variabilitas kombinatif.
Klasifikasi polimorfisme.
Polimorfisme terjadi:
Kromosom;
Transisi;
Seimbang. 1. Polimorfisme genetik
diamati ketika suatu gen diwakili oleh lebih dari satu alel.
Contohnya adalah sistem golongan darah.– antar individu terdapat perbedaan kromosom individu. Hal ini disebabkan oleh kelainan kromosom; terdapat perbedaan pada daerah heterokromatik. (Karakterisasi bersifat netral.
3. Polimorfisme transisi (adaptif).– penggantian satu alel lama dalam suatu populasi dengan alel baru, yang lebih berguna dalam kondisi tertentu.
Jadi, pada populasi kepik berbintik dua Adalia bipuncata, kumbang hitam mendominasi saat berangkat ke musim dingin, dan kumbang merah mendominasi di musim semi. Hal ini terjadi karena bentuk merah lebih tahan terhadap dingin, dan bentuk hitam berkembang biak lebih intensif di musim panas.
Manusia memiliki gen haptoglobin - Hp1f, Hp 2fs (haptoglobin adalah protein plasma darah dengan afinitas tinggi yang mengikat hemoglobin dan dilepaskan dari sel darah merah, sehingga menghambat aktivitas oksidatifnya). Alel lama adalah Hp1f, alel baru adalah Hp2fs. HP menyebabkan penggumpalan sel darah merah pada fase akut penyakit.
4. Polimorfisme seimbang (heterozigot).– terjadi jika seleksi lebih memilih heterozigot daripada homozigot resesif dan dominan.
Jadi, dalam percobaan populasi lalat buah Drosophila elanogaster yang seimbang secara numerik, yang awalnya mengandung banyak mutan dengan tubuh lebih gelap (mutasi kayu eboni resesif), konsentrasi yang terakhir dengan cepat menurun hingga stabil pada 10%. Analisis menunjukkan bahwa dalam kondisi yang diciptakan, homozigot untuk mutasi kayu hitam dan homozigot untuk alel tipe liar kurang dapat bertahan dibandingkan lalat heterozigot. Hal ini menciptakan keadaan polimorfisme stabil pada lokus yang sesuai.
Salah satu mekanisme yang mendukung keberagaman adalah dominasi tertinggi- fenomena keunggulan selektif heterozigot.
Mekanisme seleksi positif heterozigot berbeda. Aturannya adalah ketergantungan intensitas seleksi pada frekuensi terjadinya fenotipe (genotipe) yang sesuai. Jadi, ikan, burung, dan mamalia lebih menyukai bentuk fenotipik mangsa yang umum, “tidak memperhatikan” mangsa yang langka.
Sebagai contoh, cangkang siput darat Cepaea nemoralis berwarna kuning, berbagai corak coklat, merah jambu, jingga atau merah. Terdapat satu hingga lima garis gelap pada cangkangnya, dengan warna coklat dominan di atas merah jambu, dan keduanya dominan di atas kuning. Striping adalah sifat resesif. Siput tersebut dimakan oleh sariawan, yang menggunakan batu tersebut sebagai landasan untuk memecahkan cangkang dan sampai ke tubuh moluska. Menghitung jumlah cangkang dengan warna berbeda di sekitar “landasan” tersebut menunjukkan bahwa di rerumputan atau di lantai hutan, yang latar belakangnya cukup seragam, siput dengan cangkang berwarna merah muda dan belang lebih sering menjadi mangsa burung. Di padang rumput dengan rerumputan kasar atau di pagar tanaman dengan latar belakang yang lebih beraneka ragam, siput yang cangkangnya berwarna terang dan tidak bergaris lebih sering dimakan.
Laki-laki dengan genotipe yang relatif langka mungkin memiliki daya saing yang lebih tinggi terhadap perempuan. Keunggulan selektif heterozigot juga ditentukan oleh fenomena heterosis. Meningkatnya kelangsungan hidup hibrida antar garis mencerminkan hasil interaksi gen alelik dan non-alel dalam sistem genotipe dalam kondisi heterozigositas di banyak lokus. Heterosis diamati tanpa adanya manifestasi fenotipik alel resesif. Hal ini membuat mutasi resesif yang merugikan dan bahkan mematikan tetap tersembunyi dari seleksi alam.
Polimorfisme yang seimbang memberikan sejumlah sifat berharga pada suatu populasi, yang menentukan signifikansi biologisnya. Populasi yang memiliki keragaman genetik menguasai kondisi kehidupan yang lebih luas, memanfaatkan habitat secara lebih maksimal. Sejumlah besar cadangan variabilitas herediter terakumulasi dalam kumpulan gennya. Akibatnya, ia memperoleh fleksibilitas evolusioner dan, dengan berubah ke satu arah atau lainnya, dapat mengimbangi fluktuasi lingkungan selama perkembangan sejarah.
Semua bentuk polimorfisme - genetik, kromosom, transisi dan seimbang - sangat umum dan tersebar luas di antara populasi semua organisme.
Dalam populasi organisme yang bereproduksi secara seksual, selalu terdapat polimorfisme.
Hari ini, di bawah istilah " polimorfisme“Memahami sifat apa pun yang ditentukan secara genetis dan bukan merupakan konsekuensi fenokopi. Seringkali ada 2 karakter alternatif, kemudian berbicara tentang dimorfisme. Misalnya, dimorfisme seksual ( perbedaan ciri-ciri individu jantan dan betina dari spesies dioecious)
Sifat polimorfik genetik pertama pada manusia diidentifikasi oleh Landsteiner pada tahun 1900. Ini adalah sistem golongan darah ABO.
Sebelum tahun 1955, hanya sedikit sistem genetik polimorfik yang diketahui pada manusia, terutama golongan darah yang berbeda.
Pada tahun 1955, Smithies menjelaskan metode elektroforesis gel pati yang dapat memisahkan protein berdasarkan muatan dan berat molekulnya. Dengan menggunakan metode ini, Smithies mampu menunjukkan bahwa haptoglobin protein whey juga bersifat polimorfik.
Ditemukan bahwa varian elektroforesis haptoglobin diwariskan sebagai sifat kodominan.
Segera, polimorfisme genetik ditemukan untuk beberapa protein serum lainnya, dan penambahan elektroforesis pada metode untuk menentukan aktivitas enzimatik memungkinkan untuk menetapkan bahwa polimorfisme juga merupakan karakteristik dari banyak eritrosit, enzim leukosit, dan enzim plasma darah.
Pada tahun 70-an abad XIX. Rupanya, setidaknya diketahui 100 polimorfisme protein yang dapat dideteksi menggunakan berbagai varian elektroforesis.
Sayangnya, sebagian besar polimorfisme protein tidak banyak berguna untuk analisis keterkaitan dengan gen penyakit keturunan, namun memainkan peran luar biasa dalam mempelajari struktur genetik populasi manusia. Polimorfisme DNA telah membuka kemungkinan lain untuk studi keterkaitan dan pemetaan gen.
Mutasi adalah sumber utama polimorfisme genetik, yaitu. kehadiran beberapa alel dari satu lokus dalam suatu populasi. Sifat polimorfik DNA memungkinkan untuk mengembangkan sistem metode analisis genetik dan psikogenetik yang memungkinkan untuk mengidentifikasi dan memetakan sejumlah gen yang terlibat dalam pembentukan perbedaan individu dalam ciri-ciri perilaku yang diteliti. Misalnya, penggunaan penanda DNA polimorfik memungkinkan pemetaan gen pada lengan pendek kromosom 4, yang bertanggung jawab atas perkembangan penyakit Huntington.
Sebagai contoh, perhatikan dua jenis penanda DNA: polimorfisme panjang fragmen restriksi (L/X/"-polimorfisme) dan polimorfisme kombinasi berulang nukleotida (STR-no-lymorphism). Untuk mempelajari polimorfisme (proses ini juga disebut pengetikan DNA ), DNA diisolasi dari sel darah atau sel tubuh lainnya yang mengandung DNA (misalnya, kerokan diambil dari bagian dalam pipi, menggunakan teknologi RFLP, DNA, di bawah pengaruh enzim yang mengenali urutan nukleotida spesifik dalam DNA dan secara selektif menghancurkan rantainya di tempat-tempat tertentu, dipotong-potong – fragmen. Enzim tersebut pertama kali ditemukan pada bakteri, yang memproduksinya untuk melindungi terhadap infeksi virus.
Ada ratusan enzim "pembatas" ini, yang masing-masing memotong DNA di lokasi tertentu, mengenali rangkaian basa tertentu; proses ini disebut pembatasan. Misalnya, salah satu enzim yang umum digunakan, EcoRI, mengenali urutan GAA TTC dan memotong molekul DNA di antara basa C A. Urutan GAATTC dapat direpresentasikan beberapa ribu kali dalam genom. Jika pada lokus tertentu urutan ini berbeda pada orang yang berbeda, maka pada mereka yang merupakan pembawa urutan yang diubah tersebut, enzim pada lokus tersebut tidak akan memotongnya. Akibatnya, DNA genom yang membawa urutan nonstandar tidak akan terpotong pada lokus ini sehingga akan membentuk fragmen yang lebih panjang. Dengan cara ini, perbedaan struktur DNA dikenali. Sebagai hasil pemotongan dengan enzim "pembatas", dua jenis fragmen yang sesuai dengan lokus tertentu dapat diperoleh - panjang dan pendek. Mereka juga disebut alel. Dengan analogi dengan gen “biasa”, polimorfisme dapat bersifat homozigot untuk fragmen pendek, homozigot untuk fragmen panjang, atau heterozigot untuk fragmen panjang dan pendek.
Terlepas dari kenyataan bahwa ada ratusan enzim “pembatas” yang mengenali urutan DNA yang berbeda, mereka diketahui hanya mampu menemukan sekitar 20% daerah polimorfik DNA. Beberapa jenis penanda DNA lainnya telah dikembangkan untuk mengenali jenis polimorfisme lainnya. Misalnya, polimorfisme kombinasi berulang nukleotida (/5TD polimorfisme) banyak digunakan. Seperti telah disebutkan, untuk alasan yang masih belum diketahui, DNA mengandung rangkaian berulang yang terdiri dari 2, 3 atau lebih nukleotida. Jumlah pengulangan tersebut bervariasi dari genotipe ke genotipe, dan dalam hal ini mereka juga menunjukkan polimorfisme. Misalnya, satu genotipe mungkin merupakan pembawa dua alel yang mengandung 5 pengulangan, sementara genotipe lain mungkin merupakan pembawa dua alel yang mengandung 7 pengulangan. Diperkirakan genom manusia mengandung sekitar 50.000 lokus yang mengandung rangkaian berulang serupa. Koordinat kromosom dari banyak lokus yang menunjukkan polimorfisme IgL telah ditetapkan dan sekarang digunakan untuk memetakan gen struktural, yang berfungsi sebagai koordinat pada peta kromosom.
Dengan demikian, polimorfisme genetik yang terkait dengan adanya apa yang disebut mutasi netral (tidak mengubah protein yang disintesis) bermanfaat digunakan dalam studi genetika molekuler, termasuk psikogenetik, karena variabilitas genetik yang diidentifikasi dengan metode molekuler dapat dibandingkan dengan variabilitas fenotipe. Sejauh ini, jalur yang menjanjikan ini digunakan di sebagian besar kasus untuk mempelajari berbagai bentuk patologi yang memberikan fenotipe yang jelas. Namun, ada banyak alasan untuk berharap bahwa hal ini akan dimasukkan dalam studi variabilitas fungsi mental normal. ...
Salah satu penemuan biologi paling luar biasa di abad ke-20 adalah penentuan struktur DNA. Menguraikan kode genetik, menemukan mekanisme transkripsi, translasi, dan beberapa proses lain pada tingkat DNA merupakan landasan dalam membangun psikogenetika - suatu ilmu yang salah satu tugasnya adalah mengungkap rahasia hubungan antara gen dan lingkungan. jiwa. Pemahaman modern tentang struktur dan fungsi DNA telah mengubah pemahaman kita tentang struktur dan fungsi gen secara radikal. Saat ini, gen tidak didefinisikan sebagai “faktor keturunan” yang abstrak, namun sebagai rangkaian fungsional DNA yang mengontrol sintesis protein dan mengatur aktivitas gen lain. Salah satu sumber utama variabilitas adalah mutasi gen. Keberhasilan genetika molekuler modern berkat penemuan dan penggunaan pola mutasi DNA dengan tujuan mendeteksi dan memetakan penanda genetik. Merekalah yang akan memungkinkan psikogenetika berpindah dari karakteristik populasi ke karakteristik individu.
Merupakan kebiasaan untuk menyebut gen polimorfik jika gen tersebut diwakili dalam suatu populasi oleh beberapa varietas - alel, yang menentukan keanekaragaman sifat dalam suatu spesies.
Polimorfisme genetik (Yunani) genetikos- berkaitan dengan kelahiran, asal usul; Orang yunani kebijakan- banyak dan morfe - jenis, bentuk, gambar) - keragaman frekuensi alel homozigot. Perbedaan antara alel dari gen yang sama biasanya melibatkan sedikit variasi dalam kode “genetiknya”. Sebagian besar polimorfisme genetik terjadi melalui substitusi satu nukleotida dengan nukleotida lain dan perubahan jumlah fragmen DNA berulang, yang terjadi di semua elemen struktural genom: ekson, intron, daerah pengatur, dll. Skala polimorfisme genetik di manusia sedemikian rupa sehingga di antara rangkaian DNA Ada jutaan perbedaan antara dua orang, kecuali mereka kembar identik. Perbedaan-perbedaan ini terbagi dalam empat kategori utama:
a) tidak diungkapkan secara fenotip (misalnya, bagian DNA polimorfik yang digunakan untuk identifikasi pribadi menggunakan metode genetik molekuler);
b) menyebabkan perbedaan fenotipik (misalnya pada warna atau tinggi rambut), tetapi bukan kecenderungan terhadap penyakit;
c) berperan dalam patogenesis penyakit (misalnya, pada penyakit poligenik);
d) memainkan peran utama dalam perkembangan penyakit (misalnya pada penyakit monogenik).
Meskipun sebagian besar polimorfisme yang diketahui diekspresikan baik dalam substitusi nukleotida tunggal atau dalam perubahan jumlah fragmen DNA yang berulang, namun variasi yang mempengaruhi fragmen pengkodean gen dan mempengaruhi urutan asam amino produknya relatif jarang dan tidak berhubungan dengan masalah spesifik yang sedang dianalisis. Pertama-tama, kemungkinan konsekuensi dari polimorfisme nitron dan rangkaian non-coding terminal 5" adalah penting. Analisis fenomena ini sangat bergantung pada seberapa bervariasi fungsi intrinsik protein yang dikodekan oleh alel berbeda. Hal ini juga berlaku untuk enzim pembentukan dan metabolisme hormon steroid, yang akan dibahas lebih lanjut.
Suatu lokus dikatakan polimorfik jika terdapat dua atau lebih alel dari lokus tersebut dalam suatu populasi. Namun, jika salah satu alel mempunyai frekuensi yang sangat tinggi, katakanlah 0,99 atau lebih, maka kemungkinan besar tidak ada alel lain yang akan ada dalam sampel yang diambil dari populasi kecuali jika sampelnya sangat besar. Jadi, suatu lokus umumnya didefinisikan sebagai polimorfik jika frekuensi alel paling umum kurang dari 0,99. Pembagian ini sangat bersyarat dan kriteria polimorfisme lainnya dapat ditemukan dalam literatur.
Salah satu cara paling sederhana untuk mengukur derajat polimorfisme suatu populasi adalah dengan menghitung rasio rata-rata lokus polimorfik dan membagi jumlah totalnya dengan jumlah total lokus dalam sampel. Tentu saja, ukuran tersebut sangat bergantung pada jumlah individu yang diteliti. Ukuran variabilitas genetik yang lebih akurat dalam suatu populasi adalah HETEROSYGOSITAS RATA-RATA YANG DIHARAPKAN atau KEANEKARAGAMAN GEN. Nilai ini dapat diperoleh langsung dari frekuensi gen dan lebih rentan terhadap pengaruh kesalahan pengambilan sampel. Keanekaragaman gen pada lokus ini ditentukan sebagai berikut:
M h = 1 - SUM x i * i=1 dengan SUM adalah jumlah, x i adalah frekuensi alel i dan m adalah jumlah alel pada lokus tertentu.
Untuk setiap lokus, h adalah probabilitas bahwa dua alel yang dipilih secara acak dalam suatu populasi akan berbeda satu sama lain. Rata-rata seluruh h untuk setiap lokus yang diteliti, H, dapat digunakan sebagai perkiraan jumlah variasi genetik dalam suatu populasi.
Derajat keragaman genetik h dan H telah banyak digunakan untuk data yang diperoleh dari analisis elektroforesis dan enzim restriksi. Namun, data tersebut mungkin tidak selalu cocok untuk data yang diperoleh dari studi sekuens DNA, karena tingkat keragaman pada tingkat DNA sangat tinggi. Khususnya ketika mempertimbangkan rangkaian panjang, ada kemungkinan bahwa masing-masing rangkaian akan berbeda dari rangkaian lainnya pada satu atau lebih nukleotida. Maka h dan H akan mendekati 1 sehingga tidak akan berbeda antar lokus atau populasi, sehingga tidak informatif.
Saat bekerja dengan DNA, ukuran polimorfisme yang lebih tepat dalam suatu populasi adalah jumlah rata-rata substitusi nukleotida per posisi antara dua rangkaian yang dipilih secara acak. Perkiraan ini disebut keanekaragaman nukleotida (Nei M., Li W.-H., 1979) dan dilambangkan dengan p:
P = SUM (x * x * p) i,j i j ij dimana x i dan x j adalah frekuensi barisan tipe ke-i dan ke-j, dan pij adalah proporsi selisih nukleotida antara ke-i dan j jenis urutan ke-.
Saat ini terdapat beberapa penelitian yang mempelajari keanekaragaman nukleotida pada tingkat sekuens DNA. Salah satu pekerjaan tersebut dilakukan untuk lokus pengkodean D. melanogaster alkohol dehidrogenase (Adh) (Nei M., 1987).
11 sekuens dengan panjang 2.379 nukleotida dipelajari. Mengabaikan penghapusan dan penyisipan, sembilan alel berbeda diidentifikasi, satu di antaranya diwakili oleh tiga, dan delapan sisanya diwakili oleh satu urutan. Jadi, frekuensi x 1 - x 8 sama dengan 1/11, dan x 9 = 3/11. Empat puluh tiga posisi bersifat polimorfik. Pertama, proporsi perbedaan nukleotida untuk setiap pasangan urutan dihitung dan ditunjukkan pada tabel:
Misalnya alel 1-S dan 2-S berbeda pada tiga posisi dari 2,379, maka n 12 = 0,13%. Nilai n yang diperoleh dengan menggunakan rumus 3,20 ternyata sebesar 0,007.
Polimorfisme genetik dan penyakit keturunan.
Pada tahun 1902, Garrod mengusulkan bahwa gangguan metabolisme, seperti alkaptonuria, merupakan ekspresi ekstrim dari individualitas kimiawi suatu organisme. Luasnya keragaman genetik pertama kali terlihat ketika elektroforesis ekstrak sel (tanpa pemurnian enzim sebelumnya) menunjukkan adanya beberapa isoform struktural untuk banyak protein. Kehadiran isoform disebabkan adanya beberapa varian gen (alel) protein ini dalam suatu populasi. Alel memiliki lokalisasi yang identik pada kromosom homolog.
Kebanyakan gen dalam setiap organisme diwakili oleh dua alel, satu diwarisi dari ayah dan satu lagi dari ibu. Jika kedua alelnya identik, maka organisme tersebut dianggap homozigot, jika berbeda - heterozigot.
Selama evolusi, alel yang berbeda muncul sebagai akibat mutasi dari satu alel pendahulunya; paling sering alel tersebut berbeda satu sama lain dengan mengganti satu nukleotida (mutasi missense). Biasanya, protein yang dikodekan oleh alel berbeda dari gen yang sama memiliki sifat fungsional yang sama, yaitu substitusi asam amino bersifat netral atau hampir netral dari sudut pandang seleksi alam.
Kehadiran alel tertentu sering dinilai berdasarkan analisis urutan asam amino dari protein yang bersangkutan. Untuk banyak gen (misalnya, gen rantai beta globin), alel normal dapat diisolasi - yang paling umum dalam suatu populasi, yang lebih sering terjadi daripada yang lain. Terkadang di antara alel tidak ada satu pun alel yang dianggap normal. Polimorfisme yang sangat tinggi merupakan karakteristik, misalnya, pada gen apoprotein (a) dan gen rantai alfa haptoglobin. Suatu gen dianggap polimorfik jika alelnya yang paling umum terdapat pada kurang dari 99% orang. Definisi ini hanya mencerminkan prevalensi alel yang berbeda dan bukan perbedaan fungsionalnya.
Konsep polimorfisme diperluas dengan ditemukannya variabilitas luar biasa dalam rangkaian DNA. Dalam genom orang yang berbeda, 1 dari 100-200 pasangan nukleotida berbeda; ini konsisten dengan heterozigositas pada 1 dalam 250–500 bp. Metode modern memungkinkan untuk mengidentifikasi substitusi nukleotida tunggal di daerah pengkodean yang mungkin tidak masuk akal atau menyebabkan perubahan urutan asam amino. Polimorfisme DNA bahkan lebih jelas terlihat pada daerah non-coding dalam genom, yang mempunyai pengaruh kecil atau tidak sama sekali terhadap ekspresi gen.
Selain penggantian nukleotida individu, polimorfisme DNA didasarkan pada penyisipan, penghapusan, dan perubahan jumlah pengulangan tandem. Ada pengulangan tandem yang bervariasi dalam jumlah (panjang) (DNA minisatelit) dan pengulangan tandem pendek (tetra-, tri-, di- atau mononukleotida) (DNA mikrosatelit).
Tingkat polimorfisme DNA sedemikian rupa sehingga terdapat jutaan perbedaan antara rangkaian DNA dua orang, kecuali mereka kembar identik. Perbedaan-perbedaan ini terbagi dalam empat kategori besar:
Tidak diungkapkan secara fenotip (misalnya, bagian DNA polimorfik yang digunakan untuk identifikasi pribadi menggunakan metode genetik molekuler);
Menyebabkan perbedaan fenotipik (misalnya pada warna rambut atau tinggi badan) tetapi tidak menyebabkan kecenderungan penyakit;
Memainkan peran tertentu dalam patogenesis penyakit (misalnya, pada penyakit poligenik);
Memainkan peran utama dalam perkembangan penyakit (misalnya dengan
