Главная страница
Навигация по странице:

  • Клинико-генеалогический метод

  • Методика составления родословной

  • Клинико-психологическое обследование

  • Клинико-генетическая диагностика

  • Сбор близнецового материала

  • Методы диагностики зиготности в изучении близнецов

  • Иммуногенетический метод

  • Популяционно-генетический метод

  • Молекулярно-генетический метод

  • Пособие генетика. Минеева Лариса Юрьевна заведующий кафедрой общей биологии и ботаники гоу впо ивГУ, доцент, кандидат педагогических наук Данное учебное пособие


    Скачать 1.1 Mb.
    НазваниеМинеева Лариса Юрьевна заведующий кафедрой общей биологии и ботаники гоу впо ивГУ, доцент, кандидат педагогических наук Данное учебное пособие
    АнкорПособие генетика.doc
    Дата01.06.2017
    Размер1.1 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаПособие генетика.doc
    ТипУчебное пособие
    #8288
    страница2 из 18
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18
    ТЕМА № 2 Методы изучения генетики человека

    Генетические исследования и диагностика отклонений в развитии человека основываются на комплексном примене­нии различных методов клинической генетики. Выделяют следующие методы: клинико-генеалогический, близнецовый, цитогенетический, иммуногенетический, биохимический, популяционно-генетический, молекулярно-генетический. При таком подходе объектами исследования являются: семьи, близ­нецы, хромосомы, факторы иммунитета, ферменты, молекула ДНК, популяция.

    Клинико-генеалогический метод

    Метод предложен Ф. Гальтоном в 1865 г. Задачами метода являются: установление наследственного характера болезни, определение типа ее наследования, изучение сцепления болез­ни с различными генетическими маркерами, сравнение частоты заболевания среди родственников с аналогичным по­казателем в общей популяции.

    В настоящее время картировано более 1500 генетических маркеров и сцепленных с ними генов. С помощью анализа сцепления генов диагностируются миодистрофия Дюшенна, гемофилия, миотопическая дистрофия.

    Анализ сцепления может быть использован для пренатальной диагностики болезней, доклинической диагностики, т.е. до появления симптомов, и диагностики гетерозиготных состояний.

    Генеалогический метод (метод родословных) заключается в прослеживании патологического признака или самой болез­ни в семье с указанием типа родственных связей между членами родословной. В клинической генетике метод чаще называют клинико-генеалогическим, поскольку речь идет об изучении патологического признака с помощью приемов клинического обследования.

    Методика составления родословной

    Сбор и анализ родословной — важный этап в обследовании больного, дающий возможность установить наследственный характер заболевания и тип его наследования.

    Сбор родословной начинается с пробанда — больного ребен­ка, попавшего на прием к врачу. Выясняются некоторые общие вопросы, касающиеся пробанда, его сибсов и других родствен­ников: фамилия, имя, отчество, дата рождения, национальность, место рождения, наличие кровнородственных браков в родословной между лю­быми членами семьи.

    Важно знать, какие заболевания встречаются в родословной, а не только выявлять больных с одинаковыми патологически­ми признаками. Необходимо уточнить наличие выкидышей, мертворождений и ранней гибели детей у родственников любой степени родства, т.к. эти состояния часто обусловлены действием патологических генов. Вопросы о состоянии здо­ровья всех членов семьи необходимо задавать по единой схеме, постоянно повторяя их, чтобы опрашиваемый мог вспомнить детали заболевания у родственников. Желательно при сборе генеалогических данных использовать семейный альбом фотографий.

    Схематическое изображение родословной начинается так­же с пробанда — того человека, который был когда-то обследован первым по поводу проблем развития. Он помечает­ся стрелкой. После пробанда собираются сведения о его детях, если это взрослый, а затем о сибсах пробанда с учетом последо­вательности беременностей у матери и их исходах. Если пробанд — ребенок, то после сведений о нем собираются сведе­ния о его сибсах.

    Следующий этап в сборе родословной — сбор сведений обо всех кровных родственниках по материнской линии. Сначала выясняется все о матери пробанда, ее сибсах и их детях. Затем записываются данные о бабке по линии матери, ее сибсах. Если возможно, собираются сведения о прабабке и прадеде пробанда.

    Далее собираются сведения о деде пробанда по линии мате­ри, его сибсах, их детях и внуках. Только после окончательного сбора сведений о родственниках по материнской линии можно переходить к отцу и его родственникам. Принцип сбора сведений аналогичен предыдущему. Родственники отца изображаются в левой половине родословной, и следует обратить внимание на правильное обозначение линий пересечения.

    Если родословная очень обширная, то все поколения изоб­ражаются не горизонтальными рядами, как в большинстве случаев, а располагаются по окружности.

    Если в родословной прослеживаются несколько признаков (симптомов), то для обозначения каждого из них используют­ся нестандартные символы.

    К родословной прилагается пояснительная записка — ле­генда, включающая список нестандартных обозначений.

    Каждое поколение изображается на одной линии и обозначает­ся римскими цифрами сверху вниз. Каждый член поколения, включая супругов, обозначается арабской цифрой (нумерация слева направо для каждого поколения с единицы).

    Построение генеалогического дерева представляет собой важ­нейший этап медико-генетического консультирования. Необходимо собрать как можно больше клинико-психологических данных, а в некоторых случаях произвести дополнительные медицинские и психологические обследования. Все эти данные позволяют как можно точнее установить фенотип обследуемого и его родственников.

    Сбор генеалогических данных завершается объективным обследованием больного.

    Клинико-психологическое обследование

    Клинико-психологическое и генетическое обследования проводятся в тесном взаимодействии и включают несколько основных этапов.

    1. Оценка анамнестических данных.

    2. Оценка состояния соматических функций и общего ста­туса ребенка.

    3. Неврологическое обследование.

    4. Оценка состояния высших психических функций и психического состояния ребенка. При этом важно учиты­вать не только роль этиологических факторов в проявлениях психического дизонтогенеза, но и влияние факторов окружа­ющей среды с оценкой конкретной для каждого случая специфики биологического и психического созреваний нерв­но-психических функций ребенка. Кроме того, следует учитывать особенности нервно-психического реагирования организма ребенка на разных возрастных этапах развития.

    Клинико-генетическая диагностика

    Клинико-генетическая диагностика включает следующие этапы.

    1. Оценка структуры и степени выраженности ведущего нарушения, определяющего данную аномалию развития или различные нервно-психические отклонения (симптоматичес­кая диагностика).

    2. Комплексная оценка структуры основных нарушений развития. Выделение симптомокомплексов нервно-психичес­ких расстройств.

    3. Нозологическая диагностика (диагностика заболевания, или аномалии развития, или дисфункции созревания).

    После диагностики можно приступать к тестированию оп­ределенных генетических моделей — либо классических, менделевских, либо более сложных, полигенных.

    Близнецовый метод

    Общая частота рождения двойни близнецов составляет око­ло 1% (1 : 100); тройни — 1 : 10 000; четверни — 1:1 000 000; пятерни — 1 : 100 000 000.

    Близнецовый метод предложен в 1876 г. Ф. Гальтоном для разграничения роли наследственности и среды в фенотипическом разнообразии различных признаков у человека.

    Данный метод позволяет установить роль генотипических факторов в формировании нормальных и патологических признаков, а также оценить вклад таких паратипических факторов, как воспитание и обучение в формировании психо­логических характеристик, включая интеллект и личностные характеристики.

    Предварительными этапами близнецового исследования являются сбор близнецового материала и диагностика зиготности. Затем следуют экспериментальное изучение близнецов и статистическая обработка данных. При исследовании боль­ших близнецовых выборок для диагностики зиготности и оценки соотношения в ней близнецов различного типа приме­няют метод анкетирования.

    Сбор близнецового материала

    Общепринятая схема подбора близнецовых пар состоит в следующем: из популяции выбираются индивиды, обладаю­щие интересующим исследователя признаком, а затем из отобранной группы выбираются близнецовые пары, подлежа­щие изучению.

    При изучении психофизических характеристик или осо­бенностей личности исследователь имеет дело с признаками, свойственными всем членам популяции. В таких случаях ва­жен безвыборочный учет близнецовых пар. В противном случае полученные результаты не могут быть экстраполированы на общую популяцию.

    Тестом на безотборность составленной близнецовой выборки является проверка соотношения в ней монозиготных (МЗ) и дизиготных (ДЗ) близнецов. МЗ-близнецы в европейских странах составляют примерно 35% от всех случаев. Чтобы убедиться в этом, необходимо число разнополых близнецов удвоить (так как общее число ДЗ-близнецов включает равное число разно-и однополых партнеров), затем от общего числа близнецовых пар в выборке отнять найденное число ДЗ-близнецов.

    Методы диагностики зиготности в изучении близнецов

    При диагностике зиготности изучаемых близнецовых пар достоверность диагноза должна быть не менее 0,99. Предложены различные методы диагностики зиготности близнецов: метод «сходства-подобия» (полисимптомный), по эритроцитарным и лейкоцитарным маркерам, трансплантация кожного лоскута и другие, обычно использующиеся в комплексе для достижения большей достоверности. Однако наиболее эффективным методом является ДНК-диагностика.

    При использовании близнецового метода в зависимости от целей и задач проводятся следующие сопоставления:

    • МЗ-близнецов с ДЗ-близнецами (именно такое сопостав­ление предложил Ф.Гальтон);

    • партнеров МЗ-пар между собой. Сюда относится метод контроля по партнеру, позволяющий оценить то или иное воздействие: биологическое, химическое, лекарственное, со­циальное (определенный метод обучения). Близнецовый метод часто применяется в сочетании с клинико-генеалогическим, цитогенетическим и др., что повышает достоверность полученных данных.

    Монозиготные близнецы (МЗ) развиваются из одной яй­цеклетки, оплодотворенной одним сперматозоидом (зиготы), разделившейся на стадии дробления на две или более самостоя­тельных частей. Поэтому считается, что они генетически идентичны. Речь может идти только о минимальных различи­ях по небольшим повторяющимся последовательностям ДНК — мини- и макросателлитам. Не отрицается возможность, что такие последовательности могут оказывать влияние на функции многих генов, в том числе поведенческих. Тем не менее, принимается, что различия между ними связаны со средовыми воздействиями, так как постулируется их генети­ческая идентичность.

    Самой знаменитой монозиготной пятерней являются, по-видимому, близнецы Дионн, родившиеся в Канаде в начале века. Среди двоен самыми знаменитыми являются сиамские близнецы Энг и Чанг, родившиеся в 1811 г. в Сиаме (на Таиланде) и связанные тканевой перемычкой протяженностью около 10 см в области грудины. От двух жен-сестер у них родилось 22 ребенка. Первоначальный капитал сиамские близ­нецы заработали, путешествуя по миру и показывая себя. Затем жили в США (Северная Каролина), имели собственную ферму. В 1874 г. в возрасте 63 лет Чанг скончался ночью от воспаления легких в своей постели. Энг позвал сына, который предложил ему хирургическую операцию, чтобы отделиться от мертвого брата, однако Энг отказался и умер через 2 ч от заражения трупным ядом. С тех пор название «сиамские близ­нецы» стало нарицательным: его употребляют, когда хотят обозначить высокую степень близости между людьми.

    Несколько менее известными являются близнецы женского пола Роза и Жозефина Блажек, родившиеся в 1887 г. в Чехосло­вакии. Девочки срослись в области спины и боковой поверхности туловища. Родители отказались от них. Девочки оказались очень музыкальными: научились играть на скрипке, хорошо танцевали, с успехом гастролировали в Европе и США. В 1910 г. Роза родила здорового ребенка. Жозефине было отказа­но в браке, когда она получила предложение от жениха, т.к. подобная женитьба рассматривалась как двоеженство.

    В СССР в 1949 г. родились сросшиеся близнецы Маша и Даша. У девочек общими были органы тазовой полости и две нормальные ноги, а одна — рудиментная, недоразвитая, кото­рую пришлось ампутировать. Нервные системы близнецов были автономными. Одна девочка могла спать, а другая бодрствовать. При ходьбе, которой пришлось долго учиться, одна девочка управляла одной ногой, а партнерша - другой. Эту пару близнецов на протяжении многих лет изучали физиоло­ги и психологи.

    Дизиготные близнецы (ДЗ) развиваются из двух зигот — различных яйцеклеток, оплодотворенных разными спермато­зоидами. Генетически они сходны между собой не более, чем обычные братья и сестры (сибсы), так как имеют 50% общих генов. Различия между партнерами ДЗ-близнецовой пары связаны как с генетическими, так и со средовыми факторами. В отличие от МЗ, которые всегда однополые, ДЗ-близнецы могут быть как однополыми, так и разнополыми.

    Сравнение монозиготных близнецов проводится в рамках метода контроля по партнеру, предложенного Гезеллом в 1929 г. Этот метод позволяет оценить роль того или иного фактора, если партнер МЗ-пары подвергается его воздействию, а другой нет. Последний служит контролем при разработке и индивидуализации медикаментозных воздействий и методов обучения, а также пищевого рациона и др.

    Применение близнецового метода показало, что не только морфофункциональные структуры, но и формирование ряда психологических признаков, относящихся к познаватель­ным процессам и личностным характеристикам, находятся под контролем генетических факторов. При этом роль послед­них тем меньше, чем более социален по содержанию изучаемый признак.

    Причины многоплодия

    Причины многоплодия до сих пор недостаточно исследова­ны. Частота МЗ-близнецов одинакова во всех странах мира. Частота ДЗ-близнецов зависит от этнических факторов, возрас­та матери и порядка рождения. Повышение вероятности рождения ДЗ-близнецов с увеличением возраста матери связа­но с повышением уровня гонадотропина, приводящего к полиовуляции. Причины повышения гонадотропина могут быть полигенно обусловлены. Гормональная обусловленность ДЗ-близнецовости подтверждается более частым рождением близнецов этого типа у женщин, лечившихся от бесплодия или применявших оральные противозачаточные средства, вы­зывающие полиовуляцию. Тип наследования МЗ-близнецовости неизвес­тен. Передача по материнской линии и семейное накопление дали основание для предположения о цитоплазматическом наследовании.

    Цитогенетический метод

    Цитогенетическое исследование проводится при подозрении на хромосомную болезнь. Этот метод позволяет идентифициро­вать перестроенную хромосому, установить тип хромосомной перестройки и происхождение перестроенной хромосомы.

    Благодаря цитогенетическому методу накоплены данные о различных перестройках индивидуальных хромосом и их фенотипических эффектах, описаны видоспецифические наборы хромосом (кариотипы).

    С его помощью удалось выявить микрохромосомные пере­стройки при моногенных синдромах, таких, как синдром Прадера—Вилли, Корнелии де Ланге, Беквита—Видемана и др. Было установлено, что некоторые хромосомные перестройки связаны с повышенным риском новообразований. Описаны хромосомные перестройки в раковых клетках.

    Препараты хромосом человека можно приготовить из фибробластов кожи, костного мозга, но наиболее доступной для таких исследований является культура лимфоцитов периферической крови. Кровь больного помещают в специальную среду, содер­жащую необходимые для роста клеток крови питательные ве­щества, и инкубируют с веществами, стимулирующими клеточ­ное деление. Затем добавляют колхицин, подавляющий процесс образования ахроматиновых нитей веретена деления. Это при­водит к остановке митоза на стадии метафазы, в которой хромо­сомы максимально спирализованы и пригодны для анализа.

    Цитогенетический метод позволяет определять половой хроматин. Наличие полового хроматина (тельца Барра) на внутренней поверхности ядерной мембраны соматических клеток женщины связано с инактивацией одной из двух Х-хромосом — лайонизацией. Этот процесс имеет случайный характер и происходит в эмбриональном периоде развития, являясь механизмом сбалансированности полов по Х-хромосомам.

    Присутствие полового хроматина у мужчин, а также нали­чие дополнительных телец Барра у женщин характерно для нарушений в системе половых хромосом. Возможно определе­ние полового хроматина у плода.

    Разработан экспресс-метод определения полового хромати­на в соскобе буккального эпителия слизистой щеки. Материал соскоба, полученный с помощью шпателя, переносится на предметное стекло и окрашивается 1%-ным раствором ацетоорсеина, накрывается покровным стеклом и изучается с помощью светового микроскопа.

    Иммуногенетический метод

    Иммунитет — это невосприимчивость организма к ин­фекционным и неинфекционным агентам и веществам, обладающим антигенными свойствами. Главным свойством антигенов является стимуляция развития иммунного ответа.

    Иммуногенетика изучает закономерности наследования механизмов иммунологических процессов и антигенов различ­ных тканей организма. Имеются два типа иммунитета: клеточный, связанный с В- и Т-лимфоцитами, и гуморальный, обусловленный выработкой антител (иммуноглобулинов). Свя­зываясь с антигенами, антитела, образующиеся в организме в ответ на попадание в него различных антигенов, нейтрализу­ют их. В генетических исследованиях иммунологические методы применяются, когда речь идет о наследственных иммунодефицитных состояниях (врожденный иммунодефицит), например, агаммаглобулинемия, синдром Блума, синдром Чедиака—Хигаши и др. С помощью этих методов диагностируют зиготность близнецов, решают вопросы спорного отцовства, изучают генетические маркеры, ассоциирующиеся с болезня­ми с наследственной предрасположенностью, исследуют антигенную несовместимость матери и плода по резус-фактору, группам крови системы АВ0 и изоантигенам других систем.

    Биохимический метод

    Биохимические методы исследования применяют при по­дозрении на врожденные дефекты обмена. Они достаточно сложные и дорогостоящие, поэтому исследование проводится в два этапа. На первом этапе используют более дешевые и быст­рые исследования. Это так называемые скринирующие (просеивающие) экспресс-методы, позволяющие обследовать большие группы населения. Сюда относится, например, микро­биологический тест Гатри для обследования всех новорожденных на фенилкетонурию. Экспресс-методом диагностики фенилкетонурии можно считать также тест Феллинга. Таким тестом на галактоземию и фруктоземию является проба Бенедикта. Для проведения подобных тестов используют кровь и мочу.

    На втором этапе диагностики пользуются более сложными методами биохимии и молекулярной биологии: методами фрак­ционирования и количественного анализа, жидкостной и газовой хроматографией, иммунохимическими методами, изучают электрофоретическую подвижность белков. Возможно прямое измерение ферментативной активности. Применяются иссле­дования мутантных белков с помощью меченых субстратов.

    Популяционно-генетический метод

    Данные, полученные при клинико-генеалогическом и близ­нецовом методах исследования, сравниваются с данными о час­тоте встречаемости признака (заболевания) в общей популяции.

    Частота того или иного гена в конкретной популяции опреде­ляет и особенности накопления больных в семьях. Например, высокая частота рецессивного гена в популяции приводит к относительно высокой частоте здоровых гетерозиготных но­сителей, повышается вероятность брака аа х Аа, в котором наблюдается так называемый псевдодоминантный тип насле­дования, т.е. вероятность больных и здоровых детей будет составлять 1:1, что характерно для доминантного типа насле­дования. Частота различных рецессивных болезней зависит от концентрации мутантных генов в популяции.

    Изучение генетической структуры популяции является не­обходимым этапом изучения распределения наследственных болезней в семьях.

    Под популяцией в генетике понимается часть населения, занимающая одну территорию на протяжении многих поколе­ний и свободно вступающая в брак между собой. В этой группе выполняется условие панмиксии и нет изоляционных барье­ров, препятствующих свободным бракам. В такой популяции соотношение частот доминантных и рецессивных аллелей при достаточно большом размере популяции сохраняется в ряду поколений без изменений. Закон генетической стабильности выражается формулой Харди—Вайнберга:

    р2АА: 2pqAa : q2aa, или (р + q)2= 1, тогда

    (p + q) = 1,

    т.е. частоты доминантного А и рецессивного гена а в сумме составляют единицу и являются постоянной величиной, а соот­ношение доминантных гомозигот, гетерозигот и рецессивных гомозигот определяется как квадрат встречаемости доминант­ного аллеля, произведение доминантного и рецессивного аллелей и квадрат встречаемости рецессивного аллеля соответственно.

    Популяций, полностью отвечающих требованиям идеальной генетической стабильности по Харди—Вайнбергу, в природе не существует, т.к. для выполнения вышеуказанных условий долж­ны отсутствовать мутационный процесс, естественный отбор и миграция. Однако как рабочая формула закон Харди—Вайн­берга с успехом используется в популяционно-генетических исследованиях, ибо в больших популяциях перечисленные процессы протекают достаточно медленно (в отсутствие войн и гуманитарных катастроф) и не вызывают сколько-нибудь значительных изменений соотношения частот аллелей.

    Популяционно-генетический метод позволяет установить частоты генов болезней в популяции и частоту гетерозиготно­го носительства. С популяционной частотой сравниваются показатели пробандовой конкордантности при изучении соот­носительной роли наследственности и среды и пенетрантности генов близнецовым методом, а также частота болезни среди родственников различной степени родства при изучении бо­лезней с наследственной предрасположенностью.

    По распространенности частот генов и связанных с ними фенотипов можно судить об адаптивной ценности отдельных генотипов.

    Благодаря бракам внутри отдельных популяций опреде­ленные гены могут ограничиваться пределами конкретных популяций либо распределяться неравномерно между различ­ными популяциями. Если вступление в брак для любых членов популяции равновероятно, то такая популяция называется панмиксной. Если имеются препятствия (этнические, соци­альные, религиозные), то группы населения, различающиеся по этим параметрам, могут образовывать изоляты внутри попу­ляции. Неизбирательные по указанным признакам браки (аутбридинг) предполагают случайный подбор супругов. От­клонения от панмиксии возникают, когда браки ассортативны, т.е. супруги подбираются по какому-либо признаку, например, по общим дефектам сенсорной сферы, опорно-двигательного аппарата или по психическому недоразвитию.

    В наше время браки между индивидами, страдающими нарушениями слуха или зрения, являются скорее правилом, чем исключением. Отклонения от панмиксии происходят и тогда, когда в брак вступают родственники. Такой брак называется кровнородственным (инбридинг). Близкородствен­ные браки между родственниками I степени родства (между родителями и детьми и родными братьями и сестрами) называются инцестными. Примеры таких браков можно привести лишь из истории. Так, царица Египта Клеопатра родилась от инцестного брака и состояла в браках с родными братьями. Это было связано со стремлением сохранить свою «голубую» кровь. В настоящее время такие браки повсеместно запрещены. Запрет связан с повышенным риском выявления рецессивной и полигенной патологии. Браки между родственни­ками II степени родства (дядя — племянница, тетя — племянник) распространены, в частности, в арабских странах, что обусловлено экономическими соображениями. В России частота кровнородственных браков не превышает 1% и в основном в такой брак вступают двоюродные сибсы либо родственники более отдаленных степеней родства. Таким образом, степень родства между индивидуумами в различных популяциях неодинакова. Для ее оценки пользуются коэффи­циентом инбридинга F(Райт, 1885), определяющим вероят­ность идентичности по происхождению двух любых аллелей данного локуса. Например, нужно установить вероятность того, что у супругов — дяди и племянницы имеется по одному рецессивному гену фенилкетонурии, полученному от общего предка. Таким общим предком для них является бабушка или дедушка племянницы. Вероятность того, что бабушка (дедуш­ка) передали свой ген (ФКУ) одному из своих детей, составляет 1/2. Вероятность того, что оба ребенка бабушки (дедушки) получили этот ген, составляет 1/2 х 1/2 = 1/4. Вероятность двух независимых событий равна произведению их вероятнос­тей. Вероятность того, что один из детей бабушки передал этот ген своему ребенку, составляет также 1/2. Следовательно, коэффициент инбридинга составит 1/4 х 1/2 = 1/8. Рассуждая так, можно рассчитать, что коэффициент инбридинга для браков двоюродных сибсов составит 1/16, троюродных — 1/32, четвероюродных — 1/64.

    В небольших популяциях в связи с ограниченностью выбора нарастает инбредность, возникает явление «инбредной депрессии»: число гетерозигот по рецессивной болезни снижается, а гомозигот (больных) повышается. Коэффици­ент инбридинга может быть рассчитан как для популяций, так и для пары индивидов. Еще один близкий показатель, называемый коэффициентом родства (Ф), можно рассчитать только для двух индивидов. Коэффициент родства Фху— это вероятность того, что любой ген, принадлежащий индиви­ду X, идентичен гену того же локуса у индивида Y. Коэффициент родства определяет долю общих генов у пары родственников. Так, у монозиготных близнецов 100% общих генов, у родственников I степени родства (родитель—ребенок, родные сибсы) — 50% общих генов, у родственников II степени родства (дяди, тети, племянники, бабушки (дедушки), внуки) — 25% общих генов, у родственников III степени родства (двоюродные сибсы, прадедушки (прабабушки), правнуки) — 12,5% общих генов. Таким образом, долю общих генов у родственников можно определить по формуле (1/2 п), где п — степень родства.

    Молекулярно-генетический метод

    В этом методе различают (по направлению исследований): молекулярно-цитогенетические методы и молекулярно-биологические методы.

    Основными методами ДНК-диагностики являются блот-гибридизация, анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов ДНК (ПДРФ), полимеразная цепная реакция (ПЦР), анализ полиморфизма микросателлитных последова­тельностей.

    Сущность блот-гибридизации заключается в «нарезании» с помощью специальных ферментов (рестриктаз) фрагментов ДНК различной длины, набор которых для каждой рестриктазы постоянен. Смесь фрагментов разделяют с помощью электрофореза, переносят на фильтр, фиксируют и подверга­ют гибридизации с зондом, имеющим радиоактивную или флюоресцентную метку.

    Зонд выявляет один фрагмент из множества и комплемен­тарно с ним спаривается. Изменение фрагмента по сравнению с контролем указывает на наличие мутации в гене или в непосредст­венной близости от него.

    Если ген картирован, то возможно прямое выявление мута­ции (делеции, инверсии, транслокации). С такими мутациями в одном гене связаны, например, серповидно-клеточная ане­мия и дефицит гормона роста.

    Возможна диагностика вирусных и бактериальных инфек­ций, онкологических заболеваний, а также оценка риска болезней с наследственной предрасположенностью. Такая диагностика позволяет выявить болезнь в доклинической стадии, когда кли­нические симптомы практически отсутствуют. Возможна пренатальная диагностика, в том числе преимплантационная, то есть в период, когда дробящаяся зигота еще не внедрилась в стенку матки. Во всех случаях это представляется очень важ­ным для профилактики болезни и связанного с ней аномального развития ребенка. В настоящее время такие методы разработаны для диагностики ФКУ, миодистрофии Дюшенна — Беккера, гемофилии А и Б и некоторых других.

    При некоторых болезнях пренатальная диагностика позво­ляет проводить профилактическое пренатальное лечение, например, такое лечение эффективно при болезни Вильсона-Коновалова, связанной с нарушением обмена меди, и при адреногенитальном синдроме, связанном с эндокринными на­рушениями. Раннее лечение приводит к заметному снижению тяжести болезни у ребенка. Большое значение имеет ДНК-диаг­ностика рака.

    Метод флюоресцентной in situe гибридизации — более со­вершенный аналог метода гибридизации с использованием радиоактивной метки. Гибридизация ДНК проводится с раз­личными ДНК-зондами, клонированными нуклеотидными последовательностями конкретного гена. Для изучения ре­зультатов гибридизации используют метод флюоресцентной микроскопии. Метод используется для идентификации хро­мосом, фрагментов онкогенов и других генов. Метод ДНК-зондовой диагностики. Используется для пря­мой диагностики наследственных болезней.

    Еще один подход к ДНК-диагностике наследственных бо­лезней основывается на анализе семейного распределения сайтов с менделевским наследованием (участков молекулы ДНК) узнавания рестриктаз в гене и изучении полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ). С помощью ПДРФ осуществляют пренатальную диагностику ФКУ.

    Одним из вариантов в ДНК-диагностике является также подбор ПДРФ-зондов, тесно сцепленных с маркерами болезни. Маркерный участок не обязательно локализован в изучаемом гене, однако он должен быть на достаточно близком расстоя­нии, чтобы частота рекомбинации между ним и ПДРФ-маркером была пренебрежительно мала. В этом случае могут быть неизвестны как мутантные гены, так и первичные биохими­ческие дефекты.

    Для ДНК-диагностики используются такие методы полимеразной реактивности in situe и полимеразная цепная реак­ция, позволяющие амплификацию (размножение небольших участков ДНК-праймеров, соответствующих фрагментам того или иного гена). Имея базу данных праймеров, можно картиро­вать гены и диагностировать мутации.
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18


    написать администратору сайта