SNPs

单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphisms，简称 **SNPs**），是指在基因组水平上，由单个核苷酸（A、T、C 或 G）的变异所引起的 DNA 序列多态性。它是人类遗传变异中最常见的一种形式，占所有已知遗传变异的 $90\%$ 以上。要被定义为 SNP，该变异在群体中的发生频率通常需大于 $1\%$。在**精准医疗**与**营养遗传学**中，SNPs 是识别疾病易感性、药物反应差异及个体代谢特征的核心分子标志物。

SNPs
Single Nucleotide Polymorphisms

SNP 单个碱基差异，遗传标记
发生频率	> 1% (群体)
变异类型	转换、颠换
物理分布	全基因组 (非均匀)
检测技术	DNA芯片、NGS
应用核心	GWAS、个性化医疗

核心逻辑：生命多样性的原子单位

SNPs 的产生源于 DNA 复制过程中的随机错误或外界环境引起的碱基置换，并经过自然选择固定在群体中。

• **转换 (Transition)**：同类碱基之间的替换（如嘌呤换嘌呤 $A \leftrightarrow G$，或嘧啶换嘧啶 $C \leftrightarrow T$）。
• **颠换 (Transversion)**：不同类碱基之间的替换（如嘌呤换嘧啶 $A \leftrightarrow C$）。
• **分布特质**：SNPs 在人类基因组中平均每 $300 \sim 1000$ 个碱基对中出现一个。尽管大多数 SNPs 位于非编码区，但它们可能通过改变**增强子**或**启动子**活性来影响基因表达。

分类与功能影响

根据在基因组中所处位置的不同，SNPs 对生物学功能的影响差异显著。

SNPs 的功能分类及其生物学效应

分类	定义 (Biological Context)	效应 (Impact)
**非编码区 SNPs**	位于内含子或基因间区。	影响 mRNA 剪接、稳定性或基因转录水平。
**同义 SNPs**	编码区变异，但不改变氨基酸序列。	可能由于**密码子偏好性**影响翻译效率。
**非同义 SNPs**	导致蛋白质氨基酸序列改变。	**错义**或**无义**突变，直接改变蛋白质结构与功能。

科学研究：全基因组关联分析 (GWAS)

SNPs 是现代统计遗传学的工具基石。通过 **GWAS**，科学家可以将特定的 SNPs 与复杂的表型（如疾病风险、身高、药物代谢速度）关联起来。

在 GWAS 中，通常使用逻辑回归模型计算特定等位基因与疾病之间的**胜算比**（Odds Ratio, OR），其统计显著性通过 $p$ 值衡量： $$ p < 5 \times 10^{-8} $$ 被认为是达到了全基因组水平的显著性阈值。

医学与社会意义

• **药理遗传学 (Pharmacogenomics)**：SNPs 决定了个体对药物的代谢差异。例如，携带 $CYP2C19$ 基因特定 SNPs 的个体对氯吡格雷的代谢能力较差。
• **风险预测**：通过计算**多基因风险评分**（Polygenic Risk Score, PRS），整合数千个微效 SNPs 的信息，预测个体患**冠心病**或**2型糖尿病**的概率。
• **进化溯源**：利用 SNPs 的群体分布特征，可以推断人类迁徙路径、群体历史及自然选择的痕迹。

参考文献

• [1] **International HapMap Consortium**. **A haplotype map of the human genome.** Nature. 2005.
• [2] **Visscher PM, et al**. **10 years of GWAS discovery: utilizing joint analysis of 250,000 individuals.** American Journal of Human Genetics. 2017.
• [3] **Kruglyak L**. **The use of a genetic map of biallelic markers in linkage studies.** Nature Genetics. 1997.

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