Mikrosatelit

Mikrosatelitler (mikro uydu), Basit dizi tekrarları (İngilizce Simple Sequence Repeats veya SSR), veya Kısa Bitişik Tekrarlar (İng. Short Tandem Repeats) DNA'da bulunan, 1-6 baz çifti uzunluğundaki tekrar eden dizilerdir.

Mikrosatelitler genetik anlamda nötral ve eş-baskındır (codominant). Genetikte bunlar akrabalık ve topluluk araştırmaları için moleküler belirteç (marker) olarak kullanılır. Ayrıca gen duplikasyonu (ikilemesi) ve delesyonlarının (eksilmelerinin) araştırılmasında kullanılırlar.

Mikrosatelitlerin yaygın bir örneği (CA)_n tekrarıdır, burada n, aleller arasında farklılık gösterir. Bu belirteçler genelde hem bir canlı türündeki farklı bireyler arasında, hem de farklı türler arasında yüksek derecede polimorfizm (çok biçimlilik) gösterir, özellikle bitişik tekrarların sayısı 10'un üstünde olursa. Tekrar eden dizi genelde basittir, iki, üç veya dört nükleotitten oluşur (bunlara, sırasıyla, di-, tri-, ve tetranükleotit tekrarları denir) ve bunlar 10 - 100 kere terar edilebilirler. CA nükleotit tekrarları insan ve diğer canlıların genomlarında oldukça sık görülür ve birkaç bin baz çiftinde bir bulunurlar. Belli bir mikrosatelit lokusunda (genetik konumunda) pek çok alel olduğu için, pedigrelerin genotipleri genelde tamamen ayırt edilebilir, yani belli bir alelin hangi ebeveynden geldiğini tespit etmek mümkündür. Bu yüzden, babalık tespiti, popülasyon genetiği araştırmaları ve rekombinasyon haritalaması için mikrosatelitler idealdir. Ayrıca, bunlar hangi alellerin evrimsel olarak birbiriyle yakın ilişkili olduğu hakkında ipucu verebilen bir moleküler belirteçtir.

Mikrosatelitlerin çeşitliliğinin nedeni, DNA'nın diğer nötür bölgelerine kıyasla daha yüksek bir mutasyon oranına sahip olmalarıdır. Bu yüksek mutasyon oranının başlıca açıklaması, DNA ikileşmesi sırasında bir DNA ipliğinin kayıp öbürüyle yanlış baz eşleşmesi yapmasıdır (kaymış iplikle eşleşme hatası, İng. slipped strand mispairing). Mayoz sırasında rekombinasyon yoluyla da bu mutasyonlar meydana gelebilir.  Kaymaktan kaynaklanan hatalar biyoloji prova okuma ile düzeltilebilir ama bazı hatalar tamir sürecini atlatabilirler. Tekrarlayan birimin büyüklüğü, tekrarların sayısı ve varyant tekrarların varlığı, ayrıca DNA tekrarlarının olduğu bölgedeki transkripsiyonun sıklığı, hata oluşma oranını etkiler. Mikrosatelitlerin bir insersiyon sonucu aralanması polimorfizmin azalmasına yol açabilir.

Mikrosatelitlerin amplifikasyonu

Mikrosatelitler polimeraz zincir tepkimesi (PCR) ile çoğaltılarak teşhis edilebilir, bunun için iki yanındaki eşsiz (unique) diziler primer olarak olarak kullanılır. Bu yöntemle çok ufak miktarda DNA üssel şekilde çoğaltılarak sonunda jel elektroforezi ile görülebilecek kadar çok miktarda elde edilebilir. PCR teknolojisinin yaygınlaşması sayesinde bu yöntemi uygulamak kolaydır ama belli bir mikrosatelit bölgesini çoğaltmak için gerekli primerler bilinmiyorsa bunların tasarlanması zahmetli ve masraflı bir işlemdir.

Mikrosatelit primerlerinin tasarımı

Genomun belli bir bölgesine (örneğin bir genin eksonuna) ait mikrosatelit belirteçleri (markerleri) için kullanılacak primerler elle tasarlanabilir. Bunun için önce genomik DNA'da mikrosatelitler aranır, bu işlem gözle veya otomatik araçlar ile (repeat masker gibi) yapılabilir. Tekrarlı bölge içinde rastgele insersiyonlar içerenler faydalı değildir. Faydalı olabilecek mikrosatelitler belirlendikten sonra bunların böğüründeki (iki yanındaki) diziler, PCR yoluyla bu mikrosatelitin çoğaltılması için kullanılabilecek oligonükleotit primerlerin tasarlanmasında kullanılır.

Bir diğer yol, rastgele mikrosatelit primerleri bulmaktır. Bunun için söz konusu türe ait rastgele DNA parçaları uygun bir plazmid veya bakteriyofaj vektör içineklonlanır, ve Escherichia coli bakterisi içine yerleştirilir. Koloniler büyütülür ve mikrosatelit tekrar dizisine spesifik şekilde hibridize olacak, fluoresan işaretli oligonükleotitler kullanılarak taranır. Eğer klonlanmış DNA parçasından bu mikrosatelit varsa onu taşıyan koloniler fluoresan görünürler. Bu yolla pozitif klonlar elde edilebilirse klonlanmış DNA dizilenir ve mikrosatelit bölgesinin böğüründeki dizilerden PCR primerleri seçilir. Bu yöntem epeyce deneme yanılma gerektirir çünkü, birincisi, mikrosatelit tipinin doğru tahmini gerekir ve ikincisi, bulunan mikrosatelit bölge işe yarar derecede polimorfizm göstermiyebilir.^] Mikrosatelit lokusları genomda yaygın şekilde bulunurlar ve PCR ile çoğaltılabilecek uygun bir substratın varlığı onların tespiti için yeterlidir. Bu yüzden, eski numunelerde bulunan yarı bozunmuş DNA'daki mikrosatelit alelleri dahi PCR sayesinde teşhis edilebilirler.

Daha yeni tekniklerde, mikrosatelit tekrarlarına komplemanter oligonükleotitler kullanılarak özütlenen DNA "zenginleştirilir". Oligonükleotit prob, mikrosatelitin tekrar dizisi ile hibridize olur ve sonra bu prob/mikrosatelit kompleksi çözeltiden çıkarılır. Zenginleştirilmiş DNA sonra normal yolla klonlanır ama başarı oranı çok daha yüksektir ve kullanılacak bölge için PCR primer tasarımı için gereken zaman önemli derecede azaltılabilir. Ancak, kullanılacak probun seçimi gene de deneme yanılmaya dayanır.

Kaynak: https://tr.wikipedia.org/wiki/Mikrosatelit