Kopplung und Haplotyp
Varianten, die eng beieinander auf einem Chromosom liegen, werden meist als Block vererbt, weil die Rekombination sie selten trennt. Dieser Zusammenhang heißt Kopplung, ein solcher Block ein Haplotyp. Deshalb kann ein einzelner Tag-SNP stellvertretend für viele Varianten stehen, die Grundlage von Microarrays und GWAS.
Kopplung und Rekombination
Bei der Bildung von Ei- und Samenzellen tauschen die Chromosomenpaare Stücke aus, das ist die Rekombination. Sie zerschneidet das Erbgut aber nicht beliebig fein: Zwei Stellen, die dicht beieinander liegen, bleiben fast immer zusammen und werden gemeinsam weitergegeben. Diese Tendenz heißt Kopplungsungleichgewicht.
Haplotypen und Tag-SNPs
Weil benachbarte Varianten zusammenhalten, zerfällt das Genom in Blöcke, die Haplotypen. Innerhalb eines Blocks ist eine Variante oft hochgradig vorhersagbar aus einer anderen. Es genügt daher, je Block einen stellvertretenden Marker zu messen, den Tag-SNP. Aus ihm lassen sich die übrigen Varianten des Blocks erschließen.
Warum Genome das nutzt
Ein Microarray bestimmt nicht jede Base, sondern eine ausgewählte Menge von Tag-SNPs. Über die Kopplung lassen sich daraus weitere, nicht direkt gemessene Varianten rechnerisch ergänzen. Das gleiche Prinzip trägt genomweite Assoziationsstudien und polygene Scores: Wenige Marker stehen für viele.
Was Genome misst. Ein Microarray liest ausgewählte Tag-SNPs. Über die Kopplung vertreten sie zugleich benachbarte Varianten. So deckt ein Chip mit wenigen hunderttausend Markern weite Teile des Genoms ab.
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Quellen
- 1International HapMap Consortium, 2005 A haplotype map of the human genome. Nature 437:1299–1320. doi.org/10.1038/nature04226
- 2Gabriel et al., 2002 The structure of haplotype blocks in the human genome. Science 296:2225–2229. doi.org/10.1126/science.1069424