Introdução à Genética
Polimorfismos de nucleotídio único
FIGURA 18.1 Variação nas sequências de DNA alinhadas de sete cromossomos de diferentes pessoas. Os asteriscos demonstram a localização dos SNP. A localização de uma indel (inserção/deleção de uma série de pares de nucleotídios) e de um microssatélite também está indicada.
Polimorfismos de nucleotídio único
Os polimorfismos de nucleotídio único (SNP) são os tipos de polimorfismo mais prevalentes na maior parte dos genomas. A maioria dos SNP apresenta apenas dois alelos — por exemplo, A e C. Os SNP normalmente são considerados SNP comuns em uma população se o alelo menos comum ocorre a uma frequência de aproximadamente 5% ou superior. Os SNP em relação aos quais o alelo menos comum ocorre a uma frequência inferior a 5% são considerados SNP raros. Em relação aos seres humanos, existe um SNP comum aproximadamente a cada 300 a 1.000 pb no genoma. É claro que existe um número muito maior de SNP raros.
Os SNP ocorrem dentro de genes, incluindo éxons, íntrons e regiões
reguladoras. Os SNP em regiões codificadoras de proteínas podem ser classificados em um de três grupos: sinônimos, se os diferentes alelos codificam o mesmo aminoácido; não sinônimos, se os dois alelos codificam aminoácido diferentes; e sem sentido, se um alelo codifica um códon de fim e o outro, um aminoácido. Portanto, por vezes é possível associar um SNP a uma variação funcional nas proteínas e a uma alteração associada no fenótipo. Os SNP localizados fora de sequências codificadoras são denominados SNP não codificadores (ncSNP). Se os ncSNP não apresentam efeitos sobre a função gênica e o fenótipo, eles são denominados silenciosos. Os ncSNP silenciosos podem ser muito úteis na genética de populações, tendo em vista que podem ser utilizados como marcadores para abordar questões a respeito de processos da genética de populações, tais como o fluxo gênico entre populações.
Para estudar a variação de SNP em uma população, primeiramente
precisamos determinar quais sítios de nucleotídios no genoma são variáveis — ou seja, constituem um SNP. Essa primeira etapa é denominada descoberta de SNP. Os SNP com frequência são descobertos por meio do sequenciamento de genomas de uma pequena amostra de indivíduos de uma espécie e em seguida com a comparação dessas sequências. Por exemplo, a descoberta de SNP em seres humanos teve início por meio do sequenciamento parcial de genomas de um painel de descoberta de 48 indivíduos de todo o mundo. Os sítios de nucleotídios variáveis foram descobertos por meio da comparação das sequências genômicas parciais desses 48 indivíduos entre si. Esse esforço inicial levou à descoberta de mais de 1 milhão de SNP.
Após a descoberta dos SNP, pode ser determinado o genótipo (a
composição alélica) de diferentes indivíduos na população para cada SNP. Os microarranjos de DNA são uma tecnologia amplamente utilizada para
essa finalidade (Figura 18.2). Os microarranjos utilizados para análises de SNP podem conter milhares de sondas correspondentes aos SNP conhecidos. Biotecnólogos desenvolveram diversos métodos diferentes para detectar variantes de SNP com a utilização de microarranjos. Em um método, o DNA de um indivíduo é marcado com corantes fluorescentes e hibridizado com o microarranjo. Cada ponto (SNP) no microarranjo fluorescerá em vermelho para uma classe homozigota, em verde para a
outra homozigota e em amarelo para o heterozigoto (ver Figura 18.2). O procedimento inteiro tem sido intensificado com a robótica para possibilitar a rápida genotipagem ou atribuição de genótipos (p. ex., A/A versus A/C) em grande escala.