I polimorfismi a singolo nucleotide (SNP) sono singole variazioni nelle coppie di basi dell’acido desossiribonucleico (DNA) tra gli individui. Ci sono quattro nucleotidi nel DNA: Guanina (G), Adenina (A), Timina (T) e Citosina (C), che possono combinarsi in una varietà di modi per costruire modelli genetici per produrre proteine, regolare l’espressione genica, e altre attività. Nelle persone con polimorfismi a singolo nucleotide, uno di questi viene scambiato. Il resto del filamento di DNA dovrebbe essere identico, come per esempio in una catena come CCATCGCCTT, che potrebbe apparire così nella maggior parte degli individui, ma trasformarsi in CTATCGCCTT in alcune persone, sostituendo la seconda citosina con una timina.
Il significato di un polimorfismo a singolo nucleotide può dipendere dalla posizione e dal nucleotide specifico coinvolto. I ricercatori stimano che ce ne siano circa 10 milioni nel genoma umano, contando solo i polimorfismi che si manifestano in almeno l’1% della popolazione umana, il che li rende statisticamente significativi. La maggior parte appare in quello che è noto come DNA non codificante, perché non codifica direttamente per le proteine. Ciò non significa che i polimorfismi a singolo nucleotide non abbiano un impatto sul genoma individuale, tuttavia, poiché possono influenzare l’espressione di altro DNA se si trovano nel posto sbagliato.
Quando i polimorfismi a singolo nucleotide si manifestano nel DNA codificante, possono essere classificati come sinonimi o sostitutivi. Un sinonimo di polimorfismo a singolo nucleotide non cambia la proteina prodotta usando quel filamento di DNA come linea guida, mentre i polimorfismi di sostituzione cambiano la natura delle proteine prodotte. Possono avere un impatto significativo sull’espressione del genoma, poiché la proteina potrebbe essere importante. Ad esempio, un polimorfismo a singolo nucleotide può essere collegato a problemi con i fattori di coagulazione utilizzati nel sangue, nel qual caso il sangue di un paziente potrebbe non coagularsi correttamente dopo una lesione.
Un uso per queste variazioni distintive è nel fingerprinting genetico, in cui un laboratorio utilizza un campione genetico per determinare se due persone sono imparentate o se qualcuno era presente sulla scena di un crimine. Un polimorfismo a singolo nucleotide può essere un identificatore molto univoco che consente a un laboratorio di confermare più da vicino l’accuratezza di una corrispondenza o di una mancata corrispondenza. Ad esempio, i tecnici che confrontano il sangue trovato sulla scena del crimine con un campione di un sospetto potrebbero escludere categoricamente il sospetto perché il sospetto potrebbe non avere un SNP trovato nel sangue sulla scena.
Un altro uso è nella ricerca medica. Sebbene un polimorfismo a singolo nucleotide non causi necessariamente una malattia, può aumentare il rischio che un paziente sviluppi una malattia e può cambiare il modo in cui il paziente risponde ai farmaci. Le aziende farmaceutiche potrebbero teoricamente personalizzare i trattamenti per i pazienti sulla base di queste variazioni genetiche. I pazienti potrebbero anche ricevere test per evidenziare i rischi di malattia causati da polimorfismi a singolo nucleotide, che potrebbero aiutarli a prendere decisioni sulla prevenzione e sugli screening per catturare una malattia precocemente.