PODSTAWY BIOINFORMATYKI 11 BAZA DANYCH HAPMAP
WSTĘP 1. SNP 2. haplotyp 3. równowaga sprzężeń 4. zawartość bazy HapMap 5. przykłady zastosowań Copyright 2013, Joanna Szyda
HAPMAP BAZA DANYCH HAPMAP - haplotypy SNP www.hapmap.org Copyright 2010, Joanna Szyda
HAPMAP - SNP CO TO JEST SNP? OSOBNIK 5' 3' 3' 5' 1 A C T A A G C A T T G A T T C G T A 2 A C C A A A C A G T G G T T T G T C 3 A C T A A G C A T T G A T T C G T A Copyright 2010, Joanna Szyda
HAPMAP - SNP Dlaczego polimorfizm SNP jest ważny w badaniach genetycznych??? 1. Najczęściej występujący rodzaj polimorfizmu w genomie 2. 1 SNP 600 bp 3. 50 SNP w pojedynczym genie (średnio dla człowieka) 4. Badanie bioróżnorodności 5. Powiązanie polimorfizmu z występowaniem chorób / cechami o złożonym podłożu genetycznym = GWAS (Genome Wide Association Studies) Copyright 2011, Joanna Szyda
HAPMAP - SNP NAJWAŻNIEJSZE CECHY CHARAKTERYZUJĄCE SNP OSOBNIK SNP 1 SNP 2 SNP 3 1 T G T 2 C A G 3 T G T Frekwencja alleli o SNP1: P(T)=2/3 P(C)=1/3 Liczba i frekwencja haplotypów o 2 haplotypy: TGT i CAG o P(TGT)=2/3 P(CAG)=1/3 Zaburzenie równowagi sprzężeń o Linkage disequilibrium frekwencja rzadszego allelu minor allele frequency (MAF) Copyright 2010, Joanna Szyda
HAPMAP - HAPLOTYP? JAKI PROCES GENERUJE TWORZENIE SIĘ NOWYCH HAPLOTYPÓW W POPULACJI? crossing over mutacje Copyright 2011, Joanna Szyda
HAPMAP - RÓWNOWAGA SPRZĘŻEŃ RÓWNOWAGA SPRZĘŻEŃ SNP1 SNP2 A1 A2 B1 P(A1)*P(B1) P(A1)*P(B2) B2 P(A1)*P(B2) P(A2)*P(B2) ZABURZENIE RÓWNOWAGI SNP1 SNP2 A1 A2 B1 P(A1)=P(B1) * B2 P(A2)=P(B2) * Copyright 2010, Joanna Szyda
HAPMAP - RÓWNOWAGA SPRZĘŻEŃ ZABURZENIE RÓWNOWAGI SNP1 SNP2 A1 A2 B1 P(A1)*P(B1)+D *** P(A2)*P(B1)-D * B2 P(A1)*P(B2)-D * P(A2)*P(B2)+D *** MIARA ZABURZENIA RÓWNOWAGI: Copyright 2013, Joanna Szyda
ZAWARTOŚĆ BAZY DANYCH HAPMAP Baza gromadzi informacje o SNP Dane ogólnodostępne Wyniki współpracy naukowców z: o Japonii W. Brytanii o Kanady Chin o Nigerii USA Populacje ludzkie Copyright 2010, Joanna Szyda
ZAWARTOŚĆ BAZY DANYCH HAPMAP Genotypy Częstości alleli i genotypów Miara zaburzenia równowagi H-W Haplotypy CNV Rekombinacje, rekombinacyjne hot-spot Copyright 2014, Joanna Szyda
POPULACJE (stan 2014) 1. Niespokrewnione 162 próbek, osoby pochodzące z rodu Han mieszkające w Pekinie 129 próbek, osoby pochodzenia z rodu Han mieszkające w Denver 117 próbek, osoby pochodzenia indyjskiego mieszkające w Houston 131 próbek, osoby pochodzenia japońskiego mieszkające w Tokyo 122 próbek, osoby pochodzące z rodu Luhya mieszkające w Kenii 117 próbek, osoby pochodzące z Toskanii Copyright 2014, Joanna Szyda
POPULACJE (stan 2014) 2. Spokrewnione: triplety rodzice-dziecko 106 próbek, osoby pochodzenia afrykańskiego z pd. stanów USA 180 próbek, osoby pochodzenia europejskiego z USA 104 próbki, osoby pochodzenia meksykańskiego mieszkające w Los Angeles 205 próbek, osoby pochodzące z plemienia Masajów mieszkające w Kenii 229 próbek, osoby pochodzące z rodu Yoruba mieszkające w Nigerii Copyright 2014, Joanna Szyda
SNP Yoruba: 4 327 745 Europa: 4 422 611 Wszystkie zbiory: 3 643 433 Wszystkie zbiory MAF>0.05: 2 819 322 Nature 449, 851-861 2007 Copyright 2013 Joanna Szyda
CNV Copyright 2014 Joanna Szyda Nature 467, 52-58. 2010
Copyright 2014 Joanna Szyda
WYSZUKIWANIE INFORMACJI
WYNIKI cały chromosom cytogenetyczny obraz chromosomu wyniki z bazy OMIM wyniki GWAS
WYNIKI fragment chromosomu gęstość ułożenia SNP wyniki z bazy OMIM CNV Copy Number Variation sekwencje powtarzalne
WYNIKI SNP SNP WYNIKI dodatkowe informacje frekwencje alleli i genotypów w różnych populacjach
WYNIKI SNP szukany gen WYNIKI dodatkowe informacje Sekwencja nukleotydów NCBI
WYNIKI dodatkowe informacje wykres LD
WYNIKI dodatkowe informacje LD między parami SNP dla wybranej populacji
HAPMAP - ZASTOSOWANIE WYKORZYSTANIE DANYCH HAPMAP ANALIZA NA POZIOMIE SEKWENCJI ANALIZA GENOMU 1. Detekcja regionów genomowych odpowiedzialnych za cechy fenotypowe np. choroby poszukiwanie pojedynczych SNP... poszukiwanie haplotypów złożonych z kilku SNP...... pozostających w wysokim LD z nieobserwowalnym genem warunkującym chorobę 2. Badanie zróżnicowania genetycznego populacji 3. Badanie częstości rekombinacji Copyright 2010, Joanna Szyda
HAPMAP - ZASTOSOWANIE Copyright 2014, Joanna Szyda
HAPMAP - ZASTOSOWANIE Copyright 2014, Joanna Szyda
OSOBNIK SN P1 1 T G T 2 C A G 3 T G T SN P2 SN P3 SNP1 SNP2 A1 A2 B1 P(A1)*P(B1)+D P(A2)*P(B1)-D B2 P(A1)*P(B2)-D P(A2)*P(B2)+D HAPMAP Copyright 2015 Joanna Szyda