Einzelnukleotid-Polymorphismus

Einzelnukleotid-Polymorphismus, Single Nucleotide Polymorphism (SNP)  bezeichnet eine Variation eines einzelnen Basenpaares (single nucleotids) in der DNA. Es handelt sich um die kleinste vererbbare genetische Einheit. Ein Einzelnukleotid-Polymorphismus kann zur Erklärung interindividueller genetischer Unterschiede herangezogen werden.

Das menschliche Genom weist ca. 6 Mrd. Basenpaare auf, wovon ca. 3,3 Mio. interindiv. variieren, also SNPs sind. SNPs bleiben zwar meist ohne Folgen für die Funktion des Gens, aber sie geben Aufschluss über genetische Grundlagen von Krankheiten. Da sie relativ einfach nachzuweisen sind - das Genom muss dafür nicht sequenziert werden - bauen viele medizinische Studien auf ihrer Analyse auf.

Etwa 38 Millionen SNPs finden sich im menschlichen Genom. Etwa eine von fünfhundert DNA-Basen kann verändert sein. Manche sind weit verbreitet, andere finden sich aber nur bei weniger als 1 % der Bevölkerung. SNPs werden auch als „erfolgreiche Punktmutationen“ bezeichnet, d. h. als genetische Veränderungen, die sich zu einem gewissen Grad im Genpool einer Population durchgesetzt haben, und damit zu erblichen Veränderungen geworden sind.

SNPs treten nicht gleichverteilt auf, sondern ungleichmäßig stark an bestimmten Regionen. In geschätzt zwei Drittel aller Fälle findet sich ein C>T-Austausch, der oftmals auf die Desaminierung eines methylierten Cytosins (5-Methylcytosin) zu Thymin zurückzuführen ist.

Die SNPs finden sich sowohl in kodierenden, wie auch nicht kodierenden intronischen Bereichen.

Die Mehrzahl der SNPs sind stumme (silent) oder synonym. Stumme SNPs verändern die davon abgeleitete Amisosäuresequenz nicht.

Nicht-synonyme SNPs (etwa 100.000) führen zu einer veränderten Aminosäuresequenz. SNPs können im kodierenden oder nicht kodierenden Bereich des Genoms auftreten. Liegen SNPs in einem nicht-kodierenden Genombereich, so kann auch dieser Einzelnukleotid-Polymorphismus je nach Platzierung Auswirkungen auf die Gen-Transkription haben (regulatorische SNPs).

Diagnose: Methoden zur Identifikation von Einzelnukleotid-Polymorphismen sind z. B. die DNA-Sequenzierung, Microarrays und in Verbindung mit allelspezifischen Oligonukleotiden die Polymerase-Kettenreaktion und die isothermale DNA-Amplifikation.

Aus der biomedizinischen Forschung sind SNPs unersetzbar geworden. Sie erlauben die Kartierung des Erbguts. Zum einen kann man den SNPs eine feste Position im Genom zuweisen, und zum anderen werden sie gemeinsam mit den umliegenden Genen vererbt. Wenn also einzelne SNPs besonders häufig zusammen mit beliebigen angeborenen Merkmalen auftreten, kann man Rückschlüsse auf die eventuell beteiligten Gene ziehen. Die SNP-Varianten sind in der SNP-Datenbank (dbSNP) unter definierten Referenznummern und mit zusätzlichen Informationen zu Häufigkeit, Allelverteilung und genomischen Kenngrößen gelistet.