单倍型区块与群体水平结构组织

单倍型是位于同一条染色体上并倾向于作为一个单元遗传的一组变异。在整个基因组中，这些变异并非随机排列：强相关性的区域（称为单倍型区块）与重组打乱了组合的较短区域交替出现。这种区块状结构是群体水平遗传变异的组织形式，它支撑着变异如何被标记、推断和映射到性状。

Definition

单倍型是遗传在同一条染色体上的连锁位点上等位基因的组合；单倍型区块是基因组片段，其中少数常见单倍型占据了大多数染色体，反映了强烈的连锁不平衡，并且它们以历史重组位点为界。

Scope

本主题涵盖单倍型和连锁不平衡，即基因组被组织成有限单倍型多样性区块（由富含重组的边界分隔）的经验观察，以及这种结构在不同群体间的差异。它将单倍型结构视为与映射和参考资源相关的群体基因组概念；它不提供针对个体的临床或祖源解释指导。

Core questions

• 什么是单倍型，什么是连锁不平衡？
• 为什么遗传变异被组织成有限单倍型多样性的区块？
• 重组热点如何定义区块边界？
• 单倍型结构在不同人群中如何不同，以及为什么这对于作图很重要？

Key concepts

• 单倍型
• 连锁不平衡
• 单倍型区块
• 标签SNP
• 重组热点
• 基因型推断
• 群体特异性单倍型结构

Key theories

基因组的单倍型区块结构

基因组被组织成强连锁不平衡的片段，其中少数常见单倍型占主导地位，这些片段由较短的历史重组区域分隔，因此少数标签变异可以捕获一个区块中的大多数常见变异。

Mechanisms

连锁不平衡——即附近位点等位基因的非随机关联——之所以产生，是因为同一条染色体上的变异会共同遗传，直到重组将它们分开。重组集中在热点区域，因此热点之间的片段积累的历史交换很少，并保留了一小组常见的单倍型，从而产生了经验观察到的区块结构。在一个区块内，少数几个标签变异可以代表其余变异，这是基于参考面板进行基因型推断的基础。由于重组历史、漂移和人口结构在不同群体中存在差异，区块边界和单倍型频率也具有群体特异性。

Clinical relevance

单倍型结构使得关联作图和推断成为可能，因为在将遗传变异与性状联系起来的健康科学研究中，一个已分型的标签变异可以代表附近未分型的变异。本条目将单倍型组织描述为一种群体基因组参考概念，并非个体诊断、治疗或祖源解释的依据。

Epidemiology

经验调查（始于Gabriel及其同事的研究）表明，基因组的大部分区域都属于单倍型区块，其中少数常见单倍型覆盖了大多数染色体，区块大小和边界因群体而异，且在非洲裔群体中通常较小，这反映了更深层的重组历史。国际HapMap和千人基因组资源对跨多个祖先群体的这种全基因组结构进行了编目，为标记和推断提供了参考面板。

History

变异沿染色体相关联的观点早于基因组学，但其全基因组结构直到有了密集的变异图谱才变得可测量。Gabriel及其同事在2002年描述了单倍型区块，国际HapMap项目随后对跨群体的单倍型结构进行了编目，千人基因组项目将参考单倍型扩展到全基因组序列，共同建立了使标记和推断成为常规的资源。

Debates

单倍型区块的离散性如何？

区块是一个有用的描述，但连锁不平衡是连续衰减的，区块的定义取决于所使用的度量和阈值，因此基因组是真正划分为离散区块还是表现出连续的相关性仍然是一个解释问题。

Key figures

• Stacey B. Gabriel
• David Altshuler
• Montgomery Slatkin
• Eric S. Lander
• Kelly A. Frazer

Seminal works

• gabriel-2002
• hapmap-2007
• slatkin-2008

Frequently asked questions

单倍型和基因型有什么区别？

基因型列出了一个人在一个位点上携带的等位基因，但没有指明每个等位基因在哪条染色体上，而单倍型则指明了在同一条染色体上共同遗传的等位基因组合。

为什么不同人群的单倍型结构不同？

人群在重组历史、遗传漂移和人口结构方面存在差异，因此单倍型区块的大小和特定单倍型的频率各不相同；在具有更深祖先历史的人群（例如非洲裔人群）中，区块通常更短。