Genetischer Markerjede Veränderung einer Sequenz von Nukleinsäuren oder anderen genetischen Merkmalen, die leicht nachgewiesen und verwendet werden kann, um Individuen, Populationen oder Arten zu identifizieren oder um Gene zu identifizieren, die an Erbkrankheiten beteiligt sind. Genetische Marker bestehen hauptsächlich aus Polymorphismen, bei denen es sich um diskontinuierliche genetische Variationen handelt, die Individuen einer Population in verschiedene Formen unterteilen (z. B. AB gegen ABO-Blutgruppe oder blondes Haar gegen rotes Haar). Genetische Marker spielen eine Schlüsselrolle bei der genetischen Kartierung, insbesondere bei der Identifizierung der Positionen verschiedener Allele, die sich auf demselben Chromosom nahe beieinander befinden und dazu neigen, zusammen vererbt zu werden. Solche Verknüpfungsgruppen können verwendet werden, um unbekannte Gene zu identifizieren, die das Krankheitsrisiko beeinflussen. Technologische Fortschritte, insbesondere bei der DNA-Sequenzierung, haben den Katalog variabler Stellen im menschlichen Genom erheblich erweitert.
Mehrere Arten von Polymorphismen dienen als genetische Marker, einschließlich Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs), einfachen Sequenzlängenpolymorphismen (SSLPs) und Restriktionsfragmentlängenpolymorphismen (RFLPs). SSLPs umfassen Wiederholungssequenzen, Variationen, die als Minisatelliten (variable Anzahl von Tandem-Wiederholungen oder VNTRs) bekannt sind, und Mikrosatelliten (einfache Tandem-Wiederholungen, STRs). Insertionen / Deletionen (Indels) sind ein weiteres Beispiel für einen genetischen Marker.
Im menschlichen Genom sind die häufigsten Arten von Markern SNPs, STRs und Indels. SNPs beeinflussen nur einen der Grundbausteine - Adenin (A), Guanin (G), Thymin (T) oder Cytosin (C) - in einem DNA-Segment. Beispielsweise können an einem genomischen Ort mit der Sequenz ACCTGA bei den meisten Personen einige Personen stattdessen ACGTGA enthalten. Die dritte Position in diesem Beispiel würde als SNP betrachtet, da die Möglichkeit besteht, dass entweder ein C- oder ein G-Allel in der variablen Position auftritt. Da jedes Individuum von jedem Elternteil eine Kopie der DNA erbt, hat jede Person zwei komplementäre Kopien der DNA. Infolgedessen sind im obigen Beispiel drei Genotypen möglich: homozygote CC (zwei Kopien des C-Allels an der variablen Position), heterozygote CT (ein C- und ein T-Allel) und homozygote TT (zwei T-Allele). Die drei Genotypgruppen können als „Expositionskategorien“ verwendet werden, um Assoziationen mit einem Ergebnis von Interesse in einer genetischen epidemiologischen Umgebung zu bewerten. Sollte eine solche Assoziation identifiziert werden, können Forscher die markierte Genomregion weiter untersuchen, um die bestimmte DNA-Sequenz in dieser Region zu identifizieren, die eine direkte biologische Wirkung auf das interessierende Ergebnis hat.
STRs sind Marker, bei denen ein Sequenzstück mehrmals hintereinander wiederholt wird und die Anzahl der Wiederholungen (als Allel betrachtet) innerhalb und zwischen Individuen variabel ist. Zum Beispiel kann ein CCT-Muster bis zu 10 Mal wiederholt werden, so dass Individuen in der Population Genotypen an diesem Ort (chromosomale Stelle) aufweisen können, die eine beliebige Kombination von zwei Wiederholungs-Allelen der Größen 1 bis 10 Wiederholungen darstellen (z. B. 10 (10 +) 1) / 2 = 55 verschiedene mögliche Genotypen). Indels sind Polymorphismen, bei denen in einigen Versionen ein Stück DNA-Sequenz vorhanden ist (Insertions-Allel) und in anderen (Deletions-Allel) in der Population gelöscht wird.
