HAPLOTYPE: KAEDAH KAJIAN, DIAGNOSIS, PENYAKIT, CONTOH - BIOLOGI - 2026

A haplotype merupakan kawasan genom yang cenderung untuk diwarisi bersama-sama melalui pelbagai generasi; biasanya semuanya berada pada kromosom yang sama. Haplotip adalah produk hubungan genetik dan tetap utuh semasa penggabungan genetik.

Perkataan "haplotype" berasal dari gabungan perkataan "haploid" dan perkataan "genotype." "Haploid" merujuk pada sel dengan satu set kromosom dan "genotip" merujuk kepada susunan genetik organisma.

Skema penyebaran haplotip kromosom Y dalam populasi Asia (Sumber: Moogalord melalui Wikimedia Commons) Mengikut definisi, haplotaip dapat menggambarkan sepasang gen atau lebih yang diwarisi bersama pada kromosom dari ibu bapa, atau ia dapat menggambarkan kromosom yang diwarisi sepenuhnya dari ibu bapa, seperti kromosom Y pada lelaki.

Sebagai contoh, apabila haplotip berkongsi gen untuk dua sifat fenotipik yang berbeza, seperti warna rambut dan warna mata, individu yang memiliki gen untuk warna rambut juga akan memiliki gen yang lain untuk warna mata.

Haplotip adalah salah satu alat yang paling banyak digunakan hari ini untuk kajian salasilah, untuk mengesan asal-usul penyakit, untuk mencirikan variabilitas genetik dan filogeografi populasi pelbagai jenis makhluk hidup.

Terdapat banyak alat untuk mengkaji haplotaip, salah satu yang paling banyak digunakan hari ini adalah "Haplotype map" (HapMap), yang merupakan halaman web yang memungkinkan untuk menentukan segmen genom yang merupakan haplotip.

Kaedah kajian

Haplotip mewakili peluang untuk memahami warisan gen dan polimorfisme mereka. Dengan penemuan teknik "Polimerase Chain Reaction" (PCR), banyak kemajuan yang dicapai dalam kajian haplotip.

Pada masa ini terdapat banyak metodologi untuk kajian haplotaip, beberapa yang paling luar biasa adalah:

Penjujukan DNA dan pengesanan polimorfisme nukleotida tunggal (SNP)

Perkembangan teknologi penjujukan generasi akan datang merupakan lompatan besar untuk kajian mengenai haplotaip. Teknologi baru memungkinkan untuk mengesan variasi hingga satu pangkalan nukleotida tunggal di kawasan tertentu dari haplotype.

Dalam bioinformatik, istilah haplotype juga digunakan untuk merujuk kepada pewarisan sekumpulan polimorfisme nukleotida tunggal (SNP) dalam urutan DNA.

Dengan menggabungkan program bioinformatik dengan pengesanan haplotype menggunakan penjujukan generasi seterusnya, kedudukan, penggantian, dan pengaruh setiap perubahan asas dalam genom populasi dapat dikenal pasti dengan tepat.

Mikrosatelit (SSRS)

Mikrosatelit atau SSRS, berasal dari bahasa Inggeris "S imple Sequence Repeat and Short Tandem Repeat". Ini adalah urutan nukleotida pendek yang berulang secara berturut-turut dalam kawasan genom.

Adalah biasa dijumpai mikrosatelit di dalam haplotaip tanpa pengekodan, oleh itu, melalui pengesanan variasi bilangan pengulangan mikrosatelit, alel yang berbeza dalam haplotaip individu dapat diperhatikan.

Penanda mikrosatelit molekul telah dikembangkan untuk mengesan sejumlah besar haplotip, dari hubungan seks tumbuhan seperti Pepaya (Carica papaya) hingga pengesanan penyakit manusia seperti anemia sel sabit.

Polimorfisme panjang pecahan terkuat (AFLP)

Teknik ini menggabungkan penguat dengan reaksi PCR dengan pencernaan DNA dengan dua enzim sekatan yang berbeza. Teknik ini mengesan lokus polimorfik dalam haplotaip mengikut lokasi pembelahan yang berbeza dalam urutan DNA.

Untuk menggambarkan teknik ini dengan lebih baik, mari kita bayangkan tiga serpihan kain dengan panjang yang sama, tetapi dipotong di lokasi yang berbeza (serpihan ini mewakili tiga serpihan haplotaip yang diperkuat PCR).

Pada saat kain dipotong, banyak potongan dengan ukuran yang berbeza akan diperoleh, kerana setiap kain dipotong di tempat yang berbeda. Dengan memesan serpihan mengikut jenis kain yang berasal, kita dapat melihat di mana terdapat perbezaan antara kain atau haplotaip.

Diagnosis dan penyakit

Kelebihan penting dari kajian genetik haplotip adalah bahawa mereka tetap hampir utuh atau tidak berubah selama beribu-ribu generasi, dan ini memungkinkan pengenalpastian nenek moyang terpencil dan setiap mutasi yang disumbangkan oleh individu dalam perkembangan penyakit.

Haplotip pada manusia berbeza-beza bergantung pada kaum dan, berdasarkan yang pertama, gen telah dikesan di dalam haplotip yang menyebabkan penyakit teruk pada setiap kaum manusia.

Projek HapMap merangkumi empat kumpulan perkauman: Eropah, Nigeria, Yoruba, Han Cina, dan Jepun.

Dengan cara ini, projek HapMap dapat merangkumi kumpulan penduduk yang berlainan dan mengesan asal usul dan evolusi banyak penyakit yang diwariskan yang mempengaruhi setiap empat kaum.

Salah satu penyakit yang paling sering didiagnosis menggunakan analisis haplotype adalah anemia sel sabit pada manusia. Penyakit ini didiagnosis dengan mengesan frekuensi haplotip Afrika dalam populasi.

Menjadi penyakit yang berasal dari Afrika, mengenal pasti haplotip Afrika dalam populasi menjadikannya mudah untuk mengesan orang yang mempunyai mutasi dalam urutan genetik beta globin pada eritrosit berbentuk sabit (ciri patologi).

Contoh

Dengan haplotaip, pohon filogenetik dibina yang mewakili hubungan evolusi antara setiap haplotaip yang terdapat dalam sampel molekul DNA homolog atau dari spesies yang sama, di wilayah yang memiliki sedikit atau tidak ada penggabungan semula.

Salah satu cabang yang paling banyak dikaji melalui haplotaip adalah evolusi sistem imun manusia. Haplotaip yang mengekod reseptor TOll-like (komponen utama sistem imun bawaan) telah dikenal pasti untuk genom Neanderthal dan Denisovan.

Ini membolehkan mereka mengesan bagaimana urutan genetik dalam populasi manusia "moden" telah berubah dari urutan haplotype yang sesuai dengan manusia "leluhur".

Membina rangkaian hubungan genetik dari haplotip mitokondria mengkaji bagaimana kesan pengasas berlaku pada spesies, kerana ini membolehkan para saintis mengenal pasti kapan populasi berhenti berkembang biak di antara mereka dan menjadikan diri mereka sebagai spesies yang terpisah.

Taburan Haplotype R (Y-DNA) dalam Populasi Asli (Sumber: Maulucioni, melalui Wikimedia Commons) Kepelbagaian Haplotype digunakan untuk mengesan dan mengkaji kepelbagaian genetik haiwan yang ditangkap. Teknik ini digunakan terutamanya untuk spesies yang sukar dipantau di alam liar.

Spesies haiwan seperti hiu, burung, dan mamalia besar seperti jaguar, gajah, antara lain, secara terus-menerus dinilai secara genetik melalui haplotip mitokondria untuk memantau status genetik populasi dalam kurungan.

Rujukan

1. Bahlo, M., Stankovich, J., Speed, TP, Rubio, JP, Burfoot, RK, & Foote, SJ (2006). Mengesan perkongsian haplotype luas genom menggunakan data haplotaip SNP atau mikrosatelit. Genetik manusia, 119 (1-2), 38-50.
2. Dannemann, M., Andrés, AM, & Kelso, J. (2016). Introgresi haplotaip seperti Neandertal-dan Denisovan menyumbang kepada variasi adaptif pada reseptor Toll-like manusia. The American Journal of Human Genetics, 98 (1), 22-33.
3. De Vries, HG, van der Meulen, MA, Rozen, R., Halley, DJ, Scheffer, H., Leo, P., … & te Meerman, GJ (1996). Identiti Haplotype antara individu yang berkongsi alel mutasi CFTR "identik dengan keturunan": demonstrasi kegunaan konsep perkongsian haplotype untuk pemetaan gen pada populasi sebenar. Genetik manusia, 98 (3), 304-309
4. Degli-Esposti, MA, Leaver, AL, Christiansen, FT, Witt, CS, Abraham, LJ, & Dawkins, RL (1992). Haplotaip leluhur: haplotip MHC populasi terpelihara. Imunologi manusia, 34 (4), 242-252.
5. Fellows, MR, Hartman, T., Hermelin, D., Landau, GM, Rosamond, F., & Rozenberg, L. (2009, Jun). Inferens Haplotype dibatasi oleh data haplotype yang masuk akal. Dalam Simposium Tahunan mengenai Pemadanan Corak Gabungan (hlm. 339-352). Springer, Berlin, Heidelberg.
6. Gabriel, SB, Schaffner, SF, Nguyen, H., Moore, JM, Roy, J., Blumenstiel, B., … & Liu-Cordero, SN (2002). Struktur blok haplotaip pada genom manusia. Sains, 296 (5576), 2225-2229.
7. Konsortium HapMap Antarabangsa. (2005). Peta haplotaip genom manusia. Alam, 437 (7063), 1299.
8. Wynne, R., & Wilding, C. (2018). Kepelbagaian haplotip DNA mitokondria dan asal usul jerung harimau pasir tertawan (Carcharias taurus). Jurnal Penyelidikan Zoo dan Akuarium, 6 (3), 74-78.
9. Yoo, YJ, Tang, J., Kaslow, RA, & Zhang, K. (2007). Inferens Haplotype untuk sekarang - data genotip yang tidak ada menggunakan haplotip dan corak haplotype yang dikenal pasti sebelumnya. Bioinformatik, 23 (18), 2399-2406.
10. Muda, NS (2018). Anemia aplastik. The New England Journal of Medicine, 379 (17), 1643-1656.