Переменный тандемный повтор (или VNTR ) — это место в геноме , где короткая нуклеотидная последовательность организована как тандемный повтор . Они могут быть обнаружены во многих хромосомах и часто демонстрируют вариации по длине (количеству повторов) среди людей. Каждый вариант действует как унаследованный аллель , что позволяет использовать их для личной или родительской идентификации. Их анализ полезен в генетических и биологических исследованиях, судебной экспертизе и ДНК-дактилоскопии .
На схеме выше прямоугольные блоки представляют каждую из повторяющихся последовательностей ДНК в определенном месте VNTR. Повторы находятся в тандеме, т. е. они сгруппированы вместе и ориентированы в одном направлении. Отдельные повторы могут быть удалены из (или добавлены) VNTR через ошибки рекомбинации или репликации , что приводит к аллелям с разным количеством повторов. Фланкирующие области представляют собой сегменты повторяющейся последовательности (показаны здесь тонкими линиями), что позволяет извлекать блоки VNTR с помощью рестриктаз и анализировать их с помощью RFLP или амплифицировать с помощью метода полимеразной цепной реакции (ПЦР), а их размер определять с помощью гель-электрофореза .
VNTR были важным источником генетических маркеров RFLP, используемых в анализе сцепления (картировании) диплоидных геномов. Теперь, когда многие геномы были секвенированы , VNTR стали необходимыми для судебно-медицинских расследований преступлений с помощью ДНК-дактилоскопии и базы данных CODIS . При удалении из окружающей ДНК методами ПЦР или RFLP и определении их размера с помощью гель-электрофореза или Саузерн-блоттинга они создают узор полос, уникальный для каждой особи. При тестировании с группой независимых маркеров VNTR вероятность того, что две неродственные особи будут иметь одинаковый аллельный узор, крайне мала. Анализ VNTR также используется для изучения генетического разнообразия и закономерностей размножения в популяциях диких или одомашненных животных. Таким образом, VNTR можно использовать для различения штаммов бактериальных патогенов. В этом контексте микробной судебной экспертизы такие анализы обычно называются анализом множественных локусов VNTR или MLVA .
При анализе данных VNTR можно использовать два основных генетических принципа:
Повторяющаяся ДНК , составляющая более 40% генома человека, организована в ошеломляющий массив узоров. Повторы были впервые идентифицированы путем извлечения сателлитной ДНК , которая не раскрывает, как они организованы. Использование рестриктаз показало, что некоторые блоки повторов были разбросаны по всему геному. Секвенирование ДНК позже показало, что другие повторы сгруппированы в определенных местах, причем тандемные повторы встречаются чаще, чем инвертированные повторы (которые могут мешать репликации ДНК). VNTR — это класс сгруппированных тандемных повторов, которые демонстрируют аллельную изменчивость в своей длине.
VNTR — это тип минисателлитов , в которых размер повторяющейся последовательности обычно составляет от десяти до ста пар оснований. Минисателлиты — это тип тандемных повторяющихся последовательностей ДНК , что означает, что последовательности повторяются одна за другой без других последовательностей или нуклеотидов между ними. Минисателлиты характеризуются повторяющейся последовательностью примерно из десяти до ста нуклеотидов, а количество повторений последовательности варьируется от пяти до пятидесяти раз. Последовательности минисателлитов больше, чем у микросателлитов , в которых повторяющаяся последовательность обычно составляет от 1 до 6 нуклеотидов. Оба типа повторяющихся последовательностей являются тандемными, но определяются длиной повторяющейся последовательности. Таким образом, VNTR, поскольку они имеют повторяющиеся последовательности от десяти до ста нуклеотидов, в которых каждый повтор абсолютно одинаков, считаются минисателлитами. Однако, хотя все VNTR являются минисателлитами, не все минисателлиты являются VNTR. VNTR могут различаться по количеству повторов у разных особей, например, некоторые не-VNTR минисателлиты имеют повторяющиеся последовательности, которые повторяются одинаковое количество раз у всех особей, содержащих тандемные повторы в своих геномах. [1] [2]