STS: введение
STS - это короткие (200-500 п.о.) уникальные последовательности ДНК, которые могут быть амплифицированы в присутствии других последовательностей геномной ДНК. Такие участки ДНК называются "сайты, помеченные сиквенсом" ( STS , от "Sequence Tagged Site"). Последовательности STS могут быть получены при анализе рестриктных фрагментов, клонированных фрагментов ДНК, зондов, используемых для нахождения генетических полиморфизмов и так далее.
В геноме человека идентифицировано около 10000 STS, подавляющее большинство которых представляет собой тандемные повторы 2-4 нуклеотидов. Благодаря выраженной индивидуальной специфичности и достаточно стабильному менделевскому типу наследования STS-сайты нашли широкое применение и в молекулярной диагностике генных болезней, прежде всего в качестве молекулярных маркеров для идентификации мутантных хромосом в семьях высокого риска.
Для того, чтобы информация о последовательности участка ДНК стала STS, необходимо:
подобрать условия PCR , позволяющие специфически амплифицировать данную последовательность в присутствии других геномных последовательностей (т.е. подобрать 2 праймера , концентрацию солей, продолжительность отдельных стадий цикла и температурные условия);
определить расположение данной последовательности в геноме относительно других известных маркеров; только после картирования фрагмента его можно назвать STS.
Важнейшим преимуществом STS перед другими маркерами является то, что информация о них легко формализуется для хранения в базах данных. При этом ученому, который хочет воспользоваться ею, не нужен доступ к тому биологическому материалу, который использовался для получения этой информации.
Как отмечали авторы этого подхода [ Olson M. e. a., 1989 ], технология STS значительно облегчает интегрирование данных о картировании, полученных из разных источников. Так, например, лаборатория, занимающаяся клонированием какого-либо участка генома, может проверить полученные контиги на предмет присутствия в них STS, полученных при исследовании других областей генома. При этом появляется возможность сравнения контигов, полученных в различных лабораториях.
Другим важнейшим достоинством такого подхода является то, что он в определенной мере уравнивает возможности больших и маленьких лабораторий. Безусловно, большие лаборатории будут по- прежнему играть роль флагманов, получая глобальные карты генома, но небольшие исследовательские группы могут не только использовать полученные данные, но и вносить свой вклад при подробном исследовании того или иного района генома.
Карта STS может легко и естественно развиваться в сторону все большей и большей детализации и "точности" ограниченной только степенью полиморфизма в человеческой популяции.
Развитием концепции STS стало понятие "экспрессирующегося маркерного сайта" ( EST от "Expressed Sequence Tag"), предложенное в 1991 г. M.D. Adams с соавт. [ Adams M.D., e. a., 1991 ] и A.S. Wilkox с соавт. [ Wilkox A.S., e. a., 1991 ] .
Высокая частота коротких тандемных повторов, уникальность комбинаций числа тетра-, три- и димеров в разных сайтах в сочетании с их большой вариабельностью и сравнительной легкостью идентификации аллелей позволяет широко использовать эти повторы для генетического и физического картирования в качестве наиболее удобных индексных маркеров геномных ДНК-последовательностей. Такие маркерные сайты получили название STS (sequence tagged sites).
