Yhden nukleotidin polymorfismi (SNP) – määritelmä, merkitys ja terveysvaikutukset

Yhden nukleotidin polymorfismi (SNP, lausutaan snip; monikko snips) on yksittäisen emäsparin vaihtelu saman lajista peräisin olevien DNA-jaksojen välillä. SNP tarkoittaa siis pientä eroa DNA:ssa, jossa yksi nukleotidin kohta on erilainen vertailussa toiseen yksilöön. Perinteinen käytännön kynnys SNP:lle on, että vaihtoehtoalleelin esiintyvyys populaatiossa on yleensä yli ~1 %; harvemmista muutoksista puhutaan yleisemmin mutaatioina tai harvinaisina variaatioina. SNP:t ovat yleisin ihmisen perinnöllisen vaihtelun muoto.

Esimerkiksi kahdelta ihmiseltä peräisin olevat DNA-fragmentit AAGCCTA ja AAGCTTA eroavat toisistaan yhden nukleotidin osalta. Tässä tapauksessa sanomme, että on olemassa kaksi alleelia. Lähes kaikissa yleisissä SNP:issä on vain kaksi alleelia, mutta poikkeuksiakin (esim. trialleeliset paikat) esiintyy.

Missä SNP:t esiintyvät ja mistä niiden tiheys riippuu

SNP:t voivat sijaita sekä geeneissä (koodaavissa jaksoissa) että geenien ulkopuolella (introneissa, säätelyalueilla, intergeenisissä alueissa). Useimmat SNP:t sijaitsevat alueilla, jotka eivät suoraan vaikuta organismin selviytymiseen — muuten luonnonvalinta olisi poistanut haitalliset variantit. SNP-tiheyteen vaikuttavat kuitenkin myös muut tekijät:

• Muuntelun synty: de novo -mutaatioiden taajuus.
• Geneettinen rekombinaatio: alueilla, joissa rekombinaatio on yleisempää, SNP-tiheys voi olla suurempi (geneettinen rekombinaatio).
• Väestön historia: populaatiokoko, pullonkaulat ja siirtymät vaikuttavat alleelien esiintyvyyteen.
• Valintapaine: haitalliset muutokset karsiutuvat, neutraalit ja hyödylliset voivat säilyä tai yleistyä.

SNP-tyypit ja toiminnalliset vaikutukset

• Synonyymiset muutokset: koodaavassa sekvenssissä tapahtuva vaihtelu, joka ei muuta aminohappojärjestystä — yleensä neutraaleja, mutta voivat vaikuttaa esimerkiksi lähetti-RNA:n stabiilisuuteen tai proteiinin määrään.
• Missense- ja nonsynonyymiset muutokset: muuttavat aminohappoa ja voivat vaikuttaa proteiinin toimintaan.
• Nonsense-muutokset: johtavat varhaiseen lopetuskohtaiseen ja usein toiminnan menetykseen.
• Säätelyalueiden SNP:t: voivat muuttaa geenin ilmentymistä (esim. promoattorit, enhancers), ja vaikuttaa näin solun toimintaan ilman proteiinin koodausta.
• Intronaaliset ja intergeeniset SNP:t: yleensä neutraaleja, mutta voivat vaikuttaa splicing-prosessiin tai lähetti-RNA:n effektiin.

Merkitys terveydelle ja lääkehoidoille

SNP:t voivat muuttaa alttiutta sairastua tiettyihin tauteihin, taudin vaikeusastetta tai hoitovasteita. Vaikutus on usein pieni ja probabilistinen — yhdellä SNP:llä harvoin määrätään sairaus, mutta useiden SNP:ien yhteisvaikutus voi kasvattaa riskiä. Tällaisesta käytöstä on esimerkkinä genome-wide association studies (GWAS), joissa haetaan SNP-yhteyksiä sairauksiin ja ominaisuuksiin.

Esimerkkinä yhden emäksen mutaatio APOE-geenissä (apolipoproteiini E) liittyy suurempaan Alzheimerin taudin riskiin. SNP:t ovat myös keskeisiä farmakogenetiikassa: tietyt variantit vaikuttavat lääkkeiden metaboliaan (esim. CYP-entsyymien variaatiot) ja voivat muuttaa annostelua tai hoitovalintoja.

Käyttötarkoitukset: tutkimus, diagnostiikka ja oikeuslääketiede

• Tutkimus: SNP:t auttavat tunnistamaan geenialueita, jotka liittyvät sairauksiin, ja luomaan polygeenisiä riskipisteytyksiä.
• Kliininen käyttö: tietyt SNP-testit ovat osa diagnostiikkaa tai lääkevalintaa (esim. farmakogenetiikka). Kliininen tulkinta vaatii kuitenkin kokonaisarvion: perintötekijöiden, ympäristötekijöiden ja elämäntapojen huomioimista.
• Oikeuslääketiede: näitä yksilöiden välisiä geneettisiä eroja (erityisesti genomin muissa kuin koodaavissa osissa) hyödynnetään toisinaan DNA-sormenjälkien ottamisessa, jota käytetään rikostutkimuksessa.

Kuinka SNP:t havaitaan

• Genotyyppausmikroarrayt (SNP-array): edullinen tapa tutkia satoja tuhansia tunnettuja SNP-paikkoja.
• Kokonais- tai eksomisekvensointi: havaitsee uusia ja tunnettuja variantteja koko genomin tai koodaavien alueiden tasolla.
• PCR- ja alleelispesifiset testit: käytetään tarkkoihin yksittäisten SNP:ien määrittämiseen.

Rajoitukset ja eettiset näkökulmat

• SNP-yhteydet eivät aina tarkoita syy-seuraussuhdetta; korrelaatiot voivat johtua linkage disequilibrium-ilmiöstä (tunniste-SNP ei välttämättä ole toiminnallinen muutos).
• Useimpien SNP:ien vaikutus yksittäiseen sairauteen on pieni — merkittävät vaikutukset vaativat yleensä monien varianttien yhdistelmää ja ympäristötekijöitä.
• Väestöjen väliset erot: yhdessä etnisessä tai maantieteellisessä ryhmässä yleinen alleeli voi olla harvinainen toisessa, mikä vaikuttaa testien tulkintaan.
• Tietosuoja ja eettisyys: genetiikan käytössä on huomioitava yksityisyys, mahdollinen syrjintä ja tiedon väärinkäyttöriskit.

Yhteenveto: SNP:t ovat pieniä mutta laajalle levinneitä DNA:n yksittäisiä vaihtelukohtia, jotka ovat avainasemassa perinnöllisen vaihtelun ymmärtämisessä. Ne vaikuttavat populaatioiden historiaan, terveysriskeihin ja lääkevasteisiin, ja ne ovat tärkeä työkalu sekä perustutkimuksessa että soveltavassa genetiikassa. SNP-tulosten kliininen hyödyntäminen vaatii kuitenkin huolellista tulkintaa ja kokonaisnäkemystä potilaan tilanteesta.

Kysymyksiä ja vastauksia

Q: Mikä on SNP?

K: Mitä SNP tarkoittaa?

K: Kuinka monta alleelia tavallisilla SNP:illä on?

K: Missä SNP:t esiintyvät useimmiten DNA:ssa?

K: Mitkä tekijät voivat vaikuttaa SNP-tiheyteen?

K: Mitkä ovat yksilöiden välisten geneettisten vaihteluiden käytännön sovellukset?

K: Mikä on esimerkki geneettisestä variaatiosta, joka liittyy suurempaan riskiin sairastua tiettyyn sairauteen?

Hae kirjaimella