Генетика. Современные методы диагностики генетических заболеваний и болезней животных
 Скачать 46.22 Kb.
|
|
ФГБОУ ВО «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ» Кафедра ветеринарной генетики и животноводства Реферат По дисциплине: Ветеринарная генетика На тему: Современные методы диагностики генетических заболеваний и болезней животных Выполнила: Студентка 1 курса 4 группы Рафальсон Мария Яковлевна Преподаватель: Шараськина Ольга Геннадьевна Санкт-Петербург 2021 год Оглавление Введение………………………………………………………….…………………………...……..3 Значение диагностики ………………………………………………………….…………..4 1.1 Выбор материала для экспертизы………………………………..………………………...5 2. Методы диагностики…………………………………………………………………………6 2.1 Клинический метод……………………………………………………………………….6-7 2.2 Методы инструментальной диагностики……………………………………….……...8-11 2.3 Молекулярно-генетические методы …………………………………,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,12-14 Заключение……………………………………………………………………………………..15 Список литературы…………………………………………………………….………………16 Введение К сожалению, у всех видов сельскохозяйственных и домашних животных встречаются наследственные дефекты, которые отрицательно влияют на жизнеспособность, хозяйственно полезные признаки и воспроизводительную способность. Это генетические аномалии, обусловленные мутациями. [1] Генетические аномалии — это морфофункциональные нарушения в организме животных, возникающие в результате генных и хромосомных мутаций. Генные мутации могут нарушать морфогенез органов и тканей на разных этапах онтогенеза, отсюда столь широкий спектр врождённых аномалий, связанных с изменениями молекулы ДНК. Изменения числа хромосом в клетках или их структуры приводят обычно к прекращению развития эмбриона или рождению особей с тяжёлыми пороками развития, нарушению у животных воспроизводительной функции. Ветеринарная генетика – наука, занимающаяся непосредственно предотвращением проявления данных дефектов у животных на разных стадиях развития. Основной целью в данной ситуации является полное уничтожение аллелей генов, отвечающих за наследование различных дефектов, влияющих на животное с плохой стороны, или сведение последствий наследования к минимуму. При достижении этой цели не обойтись без всевозможных методов диагностики, необходимых для обнаружения аномалий еще на ранних стадиях их развития. 1. Значение диагностики Чтобы контролировать процесс спаривания животных для получения качественного потомства, а также для определения их родства, свидетельства племенного происхождения проводится генетическая экспертиза. Образцы ДНК берут у разных видов животных. Это могут быть домашние животные, крупный и мелкий рогатый скот, а также птицы. Заводчики собак и кошек, а также других домашних животных заказывают ДНК тест для определения причины болезни или смерти питомцев, для выявления наследственных заболеваний, продуктивных качеств, установления породы. И животным свойственна наследственность и возможная мутация определенных генов. Одной из причин проведения генетических экспертиз ‒ своевременное их выявление. [3] Исследование ДНК животных получило распространение в сельском хозяйстве – для выявления генов, ответственных за желаемые и нежелательные признаки и дальнейшей селекции в соответствии с этим знанием (маркер-зависимая селекция, MAS). Генетические тесты в разведении собак и кошек также набирают популярность и становятся все более распространённой методикой. Вот основные задачи, которые позволяет решить исследование ДНК домашних животных: Выявление наследственных заболеваний или постановка диагноза у конкретного животного. В некоторых случаях тест ДНК позволяет быстро поставить диагноз или исключить заболевание без использования дорогостоящих и требующих введения в наркоз процедур (например, КТ и МРТ). Определение генетического статуса чистопородных животных-производителей в питомнике (здоровый, носитель заболевания, больной). Заводчики прибегают к исследованию ДНК, чтобы сократить вероятность появления в новых пометах некоторых наследственных заболеваний (например, первичный вывих хрусталика или летальный акральный дерматит бультерьеров) и снизить частоту мутации в породе. Определение частоты встречаемости аллели с мутацией в популяции (в породе). Эта информация позволяет делать прогнозы о развитии породы и помогает улучшить результаты селекционной работы. Ограничение распространения генетических заболеваний с поздним проявлением (например, дегенеративная миопатия - прогрессирующее поражение спинного мозга, приводящее к потере координации конечностей и параличу). Нередко такие заболевания проявляются во взрослом или пожилом возрасте – уже после того, как животное произвело потомство. В этом случае генетический анализ собаки и полученных от нее щенков/котят позволит выявить и вывести из разведения особей с мутациями, приводящими к развитию данного заболевания. Подтверждение данных родословной (подтверждение родства, решение спорных вопросов об отцовстве). Создание профайла идентификации животного. В России такое применение генетического теста для собак и кошек не распространено, но в ряде стран ведется работа по созданию баз данных ДНК животных для их идентификации, например, в случае их пропажи или установления отцовства. Каждый живой организм обладает уникальным набором генов. Этот «генетический отпечаток» может многое рассказать о живом существе, которому он принадлежит. Сегодня результаты генетических тестов используются все более широко – в ряде областей анализ ДНК постепенно становится вполне обычным инструментом, позволяющим решить множество задач. [2] 1.1 Выбор материала для экспертизы ДНК содержится в любом биоматериале (шерсть, перхоть, слюна и пр.), но в настоящее время для проведения генетического теста для кошек и собак преимущественно используются венозная кровь, буккальный эпителий (эпителий внутренней стороны щеки), иногда – когти, срезанные с захватом ткани кровеносного сосуда. Венозная кровь часто используется для проведения генетического теста. Некоторые заводчики предпочитают этот биоматериал, считая анализ на его основе наиболее точным. Действительно, высокая точность результата – один из важных преимуществ крови как материала для исследования. В случае анализа крови исключено загрязнение биоматериала ДНК другой особи (как в случае буккального эпителия). Кроме того, отбор крови для генетического теста не имеет никаких специальных ограничений (изменений диеты, голодания и пр.). К тому же, в случае анализа крови исключена вероятность загрязнения биоматериала другой особи. К недостаткам этого биоматериала можно отнести следующие факторы: Инвазивность. Агрессивность или высокая чувствительность к стрессу могут быть препятствием для взятия крови. Кроме того, для сдачи анализа требуется визит в ветеринарную клинику. Сложность транспортировки. Почтовая пересылка образцов крови из других регионов запрещена законом. Хранение и перевозка требуют определенного температурного режима. В случае «сухой крови (dry blood spot) стоимость анализа значительно возрастает за счет высокой стоимости реагентов для проведения анализа, что делает использование этого биоматерила для тестирования животных нецелесообразным. Анализ сухой крови используется в судмедэкспертизе, а для конечного потребителя (владельца животного или заводчика) стоимость анализа оказывается неоправданно высокой по сравнению с другими видами биоматериалов. Кровь из вены для генетического теста отбирается в пробирку с антикоагулянтом (К3ЭДТА), нельзя использовать в качестве антикоагулянта гепарин. Хранится такая пробирка с кровью на дверце холодильника при температуре +4-+8 °С, при транспортировке используется хладагент. [2] Буккальный эпителий (эпителий внутренней стороны щеки) – ещё один распространённый вариант биоматериала для анализа ДНК. Его важное преимущество состоит в простоте забора образца: это можно сделать в домашних условиях, и не нужно вести животное в ветеринарную клинику. Впрочем, стоит отметить, что забор образца у чрезмерно нервных или агрессивных животных может вызвать трудности, как и любые манипуляции с такими животными. По точности генетический анализ буккального эпителия сравним с точностью анализа крови, хранение и транспортировка образца не требуют специальных условий. Почтовая пересылка этого биоматериала не сопровождается никакими сложностями, что делает его значительно более подходящим по сравнению с венозной кровью в случае проведения анализа в другом городе. Основным недостатком буккального эпителия в качестве биоматериала для генетического теста является возможность его загрязнения - попадания в образец биоматериала от других особей. [2] [3] 2. Методы диагностики В гуманной и ветеринарной медицине, зоотехнии для диагностики наследственных болезней и пороков развития используют различные методы: клинические, инструментально-функциональные, биохимические, цитогенетические, молекулярно-генетические, прямые и косвенные ДНК-диагностики. Определение носителей генетических дефектов среди самцов-производителей используют определение групп крови и др. При диагностике наследственных болезней и пороков развития применяют термины «болезнь» и «синдром». Термин «синдром» употребляется для обозначения совокупности симптомов, объединённых единым патогенезом и составляющих самостоятельную нозологическую единицу. Термины «болезнь» и «синдром» для наследственной патологии равнозначны, поэтому одну и туже патологию можно называть болезнью или синдромом. [4] 2.1 Клинический метод Этот метод включает сбор анамнеза, осмотр и клиническое обследование животного, позволяя при этом проследить менделевское расщепление и независимое распределение признаков, изучить монофакторное наследование. Сбор анамнеза. При сборе анамнеза особое внимание уделяют родословной, генеалогии животного, установлению возможной патологии в каком-то поколении генеалогического древа, проявления риска заболевания для потомства. При сборе анамнеза особое внимание уделяют родословной, генеалогии животного, установлению возможной патологии в каком-то поколении генеалогического древа, проявления риска заболевания для потомства. [4] В ходе обследования необходимо выяснить: Сведения о происхождении животного (приобретённое/доморощенное, породистое/беспородное, имеющее генетические заболевания/здоровое); Условия содержания (описание помещения, в котором содержится питомец, конкретное наименование корма, режим водопоя, суточное количество прогулок, состояние стула и мочеиспускания); Информацию о кастрации, графике проведения вакцинации и иных обработках или исследованиях, перенесённых питомцем; Назначение животного (домашнее, продуктивное, рабочее, спортивное, служебное). Дальнейший сбор анамнеза предусматривает фиксирование информации о перенесённых ранее заболеваниях, тактиках их лечения и последствиях терапии. Только выяснив все приведённые выше пункты, ветеринар приступает к непосредственному разбору жалоб, с которыми животное поступило на первичный приём. После подробного опроса владельца животного ветеринар приступает к непосредственному клиническому осмотру. Доктор обращает внимание на положение тела (естественная или неестественная поза), телосложение пациента (упитанный, средний, истощённый), а также его темперамент. Последний пункт оценивается по скорости реакции на внешние раздражители. Что касается кожных покровов, то здесь врач сосредотачивается на цвете кожи, которая в норме должна быть светло-розовой. Отклонениями являются: Покраснения – говорят о расширении сосудов; Бледность – признак многих проблем, включая озноб, анемию, опухоли, сердечную слабость, кровотечения и т.д.; Синюшность – избыток гемоглобина при сердечной либо дыхательной недостаточности; Желтушность – избыток билирубина, присущий желтухе. Далее ветеринар оценивает влажность, эластичность и запах кожи, а также измеряет температуру тела животного. Гипертермия сопутствует лихорадке, воспалительным процессам в организме, инфекционным болезням. Гипотермия же свидетельствует о кетозе, родильном парезе и некоторых других проблемах. Ближе к концу осмотра доктор слушает сердце и легкие, осматривает пасть и уши больного. Кроме того, он отмечает наличие либо отсутствие царапин, ран, язв, везикул, рубцов как на кожном покрове, так и на слизистых оболочках животного. Не остаются без внимания лимфатические узлы пациента, патологические процессы в которых должны насторожить ветеринара. [5] Сбор анамнеза начинают с выявления возможного родственного спаривания родителей – самца и самки, так как очень часто наследственные болезни и пороки развития бывают обусловлены близкородственным спариванием животных. Далее узнают, в каком поколении отмечались конкретное наследственное заболевание или порок развития. Стремятся максимально глубже изучать генеалогию животного, собирают больше сведений, подтверждающих факт унаследования генетической мутации. Для этого составляют таблицы родословной. Существуют определённые принципы составления родословных таблиц. Исследование того или иного признака начинают с больного животного, которого называют пробандам (или исходным пациентом). Братья и сёстры носят названия сибсов. В генеалогической таблице сибсы обозначаются так: женского пола – кружками, а мужского – квадратами. Павшие больные в постнатальный период обозначаются знаком, больные мертворождённые особи женского пола –тёмным кругом, мужского пола – тёмным квадратом. обозначения в родословной таблице могут быть иные. Собирая анамнез, не упускают из виду неблагоприятные экзогенные и эндогенные факторы воздействия на организм в натальный и постнатальный периоды развития. Особое внимание уделяется воздействию радиации и различных тератогенов. [4] 2.2 Методы инструментальной диагностики Для диагностики наследственных болезней и пороков развития возможно использование электрокардиографии (ЭКГ), рентгеноскопии, рентгенографии, УЗИ и др. Электрокардиографией называется графической регистрации биотоков сердца, возникающих во время его систолы и диастолы. Биотоки (токи действия) в сердце появляются при прохождении волны возбуждения, во время которой меняются физические свойства клеточных мембран, полный состав межклеточной и внутриклеточной жидкости, что сопровождается электрического тока. Этот ток проходит по всему телу и может быть зарегистрирован с помощью электродов, приложенных к поверхности тела. Для электрокардиографии используют электрокардиографии, которые регистрируют биотоки сердца в виде кривой электрокардиограммы. С помощью ЭКГ устанавливают врожденные и приобретенные пороки сердца, аритмии, расстройства коронарного кровообращения, наличие дистрофических и склеротических процессов в миокарде и другую сердечную патологию. [4] В клиннч. ветеринарии применяют стандартные отведения от конечностей: I отведение — от обеих грудных конечностей, II отведение — от правой грудной и левой тазовой конечностей, III отведение — от левой грудной и левой тазовой конечностей. У крупных животных пластинки электродов накладывают в области пястей грудных и плюсны левой тазовой конечностей; у мелких — в области предплечий грудных и голени левой тазовой конечностей. Перед наложением электродов шёрстный покров и кожу смачивают тёплым 5—10%-ным р-ром хлорида натрия. При I и II отведениях электрод правой грудной конечности соединяют с проводом от отрицат. полюса регистрирующего устройства аппарата, а электроды левой грудной и левой тазовой конечностей — с проводом от положит. полюса; при III отведении электрод левой грудной конечности соединяют с проводом от отриц. полюса. Электрокардиографы с механич. записью, а также с электроннолучевой трубкой перед работой следует заземлить. Чувствительность регистрирующего устройства аппарата устанавливают так, чтобы разность потенциалов в 1 мВ давала отклонение луча или писчика в 10 мм. ЭКГ состоит из зубцов и интервалов. Зубцы обозначаются буквами лат.алфавита Р, Q, R, S и Т. Зубец Р отражает процессы возбуждения в предсердиях; интервал PQ — время атрио-вентрикулярной проводимости; QRST — желудочковый комплекс, где QRS — процесс охвата возбуждением миокарда желудочков, а зубец Т показывает обменные восстановительные процессы в миокарде желудочков при переводе их из состояния возбуждения в состояние покоя. Интервал ST соответствует периоду полной деполяризации миокарда желудочков (разность потенциалов отсутствует). Продолжительность комплекса QRST показывает время электрич. систолы желудочков. Интервал ТР — время диастолы сердца. При анализе ЭКГ определяют величину и форму зубцов, продолжительность интервалов, направление электрич. оси сердца (линии, соединяющей две точки в сердце снаибольшей разностью потенциалов), систолич. показатель (соотношениедлительности систолы желудочков QRST и продолжительности всего сердечного цикла RR, выраженное в процентах), положение по отношению к изоэлектрич. линии и форму сегмента ST, смещение и деформация к-рого часто указывают на недостаточность коронарного кровообращения. ЭКГ позволяет определить различные нарушения сердечного ритма, гипертрофии отделов сердца, воспалит. и дистрофич. процессы в нём, особенно в миокарде, состояние коронарного кровообращения. [6] В последние годы сердечнососудистые заболевания у собак и кошек, а также других домашних питомцев не редки. При этом принято считать, что к группе риска, прежде всего, относятся пожилые животные. В какой-то мере это верно, но следует отметить, что возможны и врождённые заболевания. Но вне зависимости от того, какую форму патологии имеет сердечнососудистое заболевание – врождённую или приобретённую – эффективность лечения во многом зависит от того, насколько своевременно было диагностировано заболевание и начато лечение. Поэтому не стоит пренебрегать исследованием ЭКГ, даже при диспансеризации, даже если ваш питомец пока внешне не имеет признаков сердечной патологии. ЭКГ или электрокардиография – это запись биоэлектрических потенциалов сердечной мышцы, а электрокардиограмма представляет собой ленту с их графическим отображением. С помощью ЭКГ можно диагностировать функцию сердца, и, если в ней есть какие-либо изменения, назначить дополнительные обследования или лечение при ясной картине. Показаниями к выполнению ЭКГ являются такие симптомы, как: одышка или тяжёлое, затруднённое дыхание. Кашель у собак или дыхание ртом у кошек. При периодическом повторении этих симптомов необходимо выполнить ЭКГ, так как с большой долей вероятности у животного возникли проблемы с сердечнососудистой системой. Снижение активности и повышенная утомляемость также должны вызывать беспокойство у владельцев домашних животных, так как могут являться симптомами различных заболеваний сердца. Периодическая или постоянная синюшность слизистых полости рта или языка. Также ЭКГ является обязательным при подготовке к оперативному вмешательству. Дело в том, что анестезия отрицательно сказывается на работе сердца и в некоторых случаях животное может не перенести операцию. [7] Рентгеноскопия – изучение теневого рентгеновского изображения непосредственно на светящемся рентгеновском экране. Она позволяет определить прозрачность легочной ткани, обнаружить очаги уплотнения и полости, выявить наличие жидкости или воздуха в плевральной полости и т. д. [4] Рентген у животных один из наиболее распространённых методов, применяемых для исследования органов и тканей в нормальном и патологическом состоянии. Рентгенодиагностика у животных основана на использовании свойства рентгеновских лучей проникать через ткани организма и переносить изображение на рентгеновскую пленку или переводить в цифровой вид. Это даёт возможность видеть патологическую картину на рентгеновском изображении при жизни животного с оценкой структурных изменений органов, не доступных для глаза. В современной ветеринарной медицине рентгенологическое исследование уточняет и дополняет клинический диагноз, оказывает большую помощь при дифференциальной диагностике, а также в некоторых случаях является базовым методом, при помощи которого можно определить патологию. Рентгенологическая диагностика применяется при патологиях: опорно двигательной системы; головы; позвоночного столба; грудной клетки и грудной полости; брюшной полости; новообразований. Для большей точности диагностики в некоторых случаях прибегают к использованию рентгена с различными рентгеноконтрастными средствами: эзофагогастрография, портография, цистография и т. д. контрастная артрография, урорография. [7] Рентгенография –метод получения тканевого рентгеновского изображения на плёнке. Его применяют для обнаружения и регистрации на рентгеновской плёнке очагов уплотнения легочной ткани, опухолей, изображения бронхососудистого рисунка и т. д. [4] Рентгеновские исследования, как правило, представляют собой обзорный снимок, контрастное исследование, иригография, флюорография. При обзорной рентгенографии кишечника можно увидеть скопления газа, некоторые опухоли и камни, а также инородные предметы в кишечнике, которые могут быть случайно или умышленно проглочены. Исследование с контрастным веществом (барий) показывает проходимость различных отделов ЖКТ от пищевода до прямой кишки. При контрастном исследовании можно увидеть на снимке опухоли, растущие в просвет кишечника и язвы кишечника. Если контраст вводится через прямую кишку, это исследование называется иригография. При помощи рентгена можно увидеть воспаление легких, гайморит, аденоиды, переломы костей, вывихи, врожденные аномалии мочевыводящей системы, заподозрить туберкулез, кровоизлияния (гематомы) во внутренние органы. С использованием контрастного вещества исследуют: 1. Желудочно кишечный тракт для этого животному выпаивают суспензию сульфата бария и делают серию снимков, по которым судят о прохождении контраста по желудочно кишечному тракту. При таком виде исследования выявляют стеноз (сужение) и дивертикул (расширение) пищевода, наличие непроходимости желудочно кишечного тракта, опухоли желудка и кишечника. 2. Мочеполовую систему (контрастная урография) в этом случае внутривенно вводится водорастворимое неионное йодсодержащее контрастное вещество "Омнипак", после его фильтрации почками он задерживается в почечной лоханке и мочевом пузыре. При рентгенографии "Омнипак" задерживает рентгеновские лучи и таким образом становятся хорошо видны почки, мочеточники и мочевой пузырь. При таком исследовании можно выявить расширение почечной лоханки, наличие в ней конкрементов, нарушение прохождения мочи по мочеточникам, разрыв мочеточников или мочевого пузыря, наличие конкрементов и опухолей в мочевом пузыре. 3. Спинной мозг (миелография) при этом виде исследования "Омнипак" вводится в субарахноидальное пространство и окрашивает спинномозговую жидкость (ликвор). После введения делается серия рентгеновских снимков для определения места компрессии (сдавления) спинного мозга межпозвоночной грыжей, опухолью или костными фрагментами позвонка. 4. Кровеносную систему. Ангиография — это контрастное исследование кровеносных сосудов. Для проведения ангиографии в кровеносный сосуд (как правило, это вена) вводится контрастное вещество "Омнипак" и по степени его прохождения по кровеносной системе делается вывод о наличии или отсутствия патологии кровообращения (наличие аномалий сосудов, тромбы, врожденные пороки сердца). [7] Ультразвуковое исследование (УЗИ). УЗИ (эхография, эхолокация, ультразвуковое сканирование, сонография) – метод диагностики, основанный на различиях в отражении ультразвуковых волн, проходящих через среды и ткани организма с разной плотностью. УЗИ чаще используют для диагностики болезней печени, почек, поджелудочной, щитовидной железы, выявления изменения эхогенности паренхимы этих органов. [4] УЗИ одно из самых современных и доступных методов диагностики в самых различных отраслях медицинской науки, основанный на применении ультразвуковых волн, используемый для обследования подкожных структур организма, включая сухожилия, мышцы, суставы, кровеносные сосуды и внутренние органы, и выявления возможных патологий и нарушений функционирования. Акушерское УЗИ – широко известный метод, часто используемый во время беременности. Возможно использование УЗИ как для диагностики, так и для проведения терапевтических процедур, так ультразвук используется в интервенционистских процедурах (например, при биопсии). Общая цель использования аппарата УЗИ – создание общего изображения нужного внутреннего органа. Данный вид исследования позволяет диагностировать достаточно большое количество заболеваний, таких как онкологические заболевания, хронические диффузные изменения в органах (диффузные изменения в печени и поджелудочной железе, почках и паренхиме почек, предстательной железе, наличие конкрементов в желчном пузыре, почках, наличие аномалий внутренних органов, жидкостных образований в органах и т. д. В силу физических особенностей не все органы можно достоверно исследовать ультразвуковым методом, например, полые органы желудочно кишечного тракта труднодоступны для исследования из-за содержания в них газа, а также не позволяют получать изображения структур через костную ткань. Часто используется анестезиологами (например, ввести инъекции раствора анестетика в область около нерва) УЗИ применяется в экстренной медицинской помощи в разных целях УЗИ брюшной полости исследует органы, располагающиеся в брюшной полости, такие как поджелудочная железа, аорта, нижняя полая вена, печень, желчный пузырь, желчный проток, почки и селезенка. В некоторых случаях с помощью УЗИ можно диагностировать воспаление аппендикса. УЗИ применяется для обнаружения интрацеребральных отклонений, кровотечений, вентриколумегалии, гидроцефалии, перивентрикулярной лейкомаляции, а также применяют в период беременности (гинекология). УЗИ применяется для контроля над движением крови, для обнаружения сужений в сонных артериях и крупных интрацеребральных артериях Ультразвуковое изображение глаза УЗИ малого таза исследует органы малого таза. К таким органам относятся матка, яичники и мочевой пузырь. УЗИ используется для обследования сухожилий, мускулов, нервов, связок, образований мягких тканей и поверхности костей. [7] 2.3 Молекулярно-генетические методы Основным видом является ДНК-диагностика. Молекулярно-генетические методы предназначаются для выявления вариаций в структуре исследуемого участка ДНК (аллеля, гена, региона хромосомы). В основе этих методов лежат манипуляции с ДНК и РНК. Это сложные методы диагностики, требуют определённых лабораторных условий и подготовки квалифицированного персонала. Молекулярно-генетические методы проводят в несколько этапов. Первый этап всех методов – получение образцов ДНК или РНК. Для этого используют каплю крови, лейкоциты, культуры фибробластов, соскоб эпителия со слизистой оболочки, волосяные луковицы. Выделенная ДНК одинаково пригодна для проведения различных вариантов и может долго сохраняться в замороженном состоянии. Следующим этапом молекулярно-генетических методов является накопление (амплификация) нужных фрагментов ДНК. Его обеспечивает полимеразная цепная реакция (ПЦР) в invitro. Метод амплификации (умножение числа копий определённого фрагмента ДНК) с помощью ЦПР позволяет в течение короткого времени размножить определённую последовательность ДНК в количестве, превышающем исходную в миллион раз. Следующий этап молекулярно-генетической диагностики является рестрикция ДНК на фрагменты. Рестрикция ДНК (разрезание, разрывание) производится с помощью рестриктаз, относятся к группе бактериальных эндонуклеаз. Разделение фрагментов ДНК обеспечивается методом электрофареза на агарозном или полиакриламидном геле. В процессе электрофареза каждый фрагмент ДНК занимает определённое положение в геле. После обработки геля этидия бромидом, который связывается с ДНК, проводят ультрофиолетовое облучение и обнаруживают участки свечения. Существуют и другие методы окраски геля и выявления фрагментов ДНК. В гуманной медицине используют прямые и косвенные методы ДНК-диагностики. При прямой диагностике обнаруживают мутации клонированного гена, когда известна его экзон-интронная организация или нуклеотидная последовательность полноразмерной комплементарной ДНК. Используя прямые методы ДНК-диагностики, обнаруживают мутации, изменяющие длину разрезанных фрагментов ДНК, которые выявляют электрофарезом на каком-то из указанных выше геле. Если мутации известны, то их выявляют с помощью ферментов-рестриктаз, которые распознают строго определённые нуклеиновые последовательности. Использование ферментов бактериального происхождения – рестриктаз позволяет разрезать двойную нить ДНК в определённых последовательностях из 4-8 нуклеотидов. Разрезанные участки мутантной ДНК, отличающиеся по длине от нормальных участков. Разница в размерах мутагенных и нормальных участков ДНК выявляется методом электрофареза на агарозном или полиакриламидном геле. Для выявления точечных мутаций используют аллельспецифическую полимеразную цепную реакцию, позволяющую многократно увеличивать уникальную последовательность ДНК с последующим выявлением мутации. Косвенные методы ДНК-диагностики применяются в тех случаях, когда при наследственных заболеваниях ген не клонирован или заболевания сопровождается повреждением различных генов, либо молекулярная организация гена не позволяет использовать прямые методы. Косвенная ДНК-диагностика в основном сводится к анализу полиморфных генетических маркеров. Такими маркерами могут быть участки ДНК, существующие в популяции в нескольких аллельных вариантах (по составу нуклеотодов, числу нуклеотидных поворотов). На основании изменчивости состава маркеровых участков ДНК дифференцируют материнское или отцовское происхождение конкретного варианта маркера, сцепленного с геном болезни (маркер и ген близко располагаются друг к другу). При проведении косвенных методов ДНК-диагностики исследованных болезней осуществляют те же этапы подготовительных операций, что и при осуществлении прямых методов ДНК-диагностики. Методами ДНК-диагностики широко пользуются в зоотехнической практике. Широкий обмен генетическим материалом между разными странами через семя производителей часто приводит к распространению не только различных инфекционных заболеваний, но также и болезней, вызываемых редкими мутациями, возникающими у выдающихся представителей коммерческих пород. Поэтому осуществляется строгий генетический контроль используемого генетического материала. В странах с высокой культурой племенного дела в каталогах быков-производителей делается отметка о наличии в родословной выявленных морфологических наследственных дефектов и результатах анализа на три генетические мутации, определяемые по специфическим участкам ДНК: BLAD (Bovine Leykocyte Adhesion Deficiensy)- дефицит адгезии лейкоцитов; DUMS( Deficiensy of Uridine Monophosphat Synthase) – дефицит активности уридинофосфатсинтезы и CVM (Complex Vertebral Malformation) – комплекс аномалий позвоночника (А. Яковлев,2004) [119]. Известно, что BLAD является мутацией, проявляющейся в дефиците адгезии лейкоцитов. Такой тип мутации вызывает заболевания у крупного рогатого скота - Гранулоцитарный синдром. Клинически оно проявляется предрасположенностью к вирусным и бактериальным респираторным и желудочно-кишечным инфекциям. В 1995 году в США рецессивными носителями мутации были признаны 15% племенных быков и 6% коров. Число носителей мутантного аллеля на Украине составляло 3,3%, в Германии – до 30%. Фенотипическое проявление BLAD дефекта обусловлено точечной мутацией в кодирующей части аутосомного гена CD18. Этот ген контролирует синтез гликопротеида В-интегрина, играющего ключевую роль миграции нейтрофилов (палочкоядерные и сегментоядерные лейкоциты) к очагу воспаления. Фенотипические мутации проявляются только у гомозиготных потомков, которые чаще гибнут в первые месяцы жизни. Оставшиеся в живых новорожденные переболевают желудочно-кишечными и легочными болезнями, трудно поддающимися лечению. При дефиците уродинмонофосфатсинтеазы (DUMS) фенотипически мутация проявляется только у гомозиготных (клетка или организм, содержащие два одинаковых аллеля в конкретном локусе гомолитических хромосом) животных, вызывали гибель эмбрионов после первых 40 дней развития. CVM (комплекс аномалий позвоночника) открыт в Дании. Он вызывает уродства телят и аборты у коров. Частота распространения этого дефекта в гетерозиготном состоянии достигает 20% и выше. В настоящее время методом, позволяющим безошибочно определить носительство мутаций BLAD и DUMS в гетерозиготе, является полимеразная цепная реакция (ПЦР) с помощью специально подобранных праймеров. При использовании этого метода на племпредприятии «Невское» Ленинградской области из 127 проверенных быков 6 из них (4,7%) оказались гетерозиготными носителями мутации BLAD. Среди всех быков - носителей генетического дефекта DUMS не обнаружено. Для диагностики стресс-синдрома у свиней (ССС) использовался галотановый тест, молекулярно-генетический контроль стресс-чувствительности. В селекционно-племенной работе широко используют Метод генетических маркеров. Современные молекулярно-биологические методы позволяют по образцу ДНК, выделенной от животного, установить генотип по тому или иному локусу - области локализации определённого генетического элемента на хромосоме, и, следовательно, прогнозировать развития определённых признаков. С использованием методов полимеразной цепной реакции (ПЦР) с последующим анализом полиморфизма длин фрагментов реакции (ПДРФ), можно выявить носительство BLAD - мутации, устанавливать генотип по генам – казеина, BOLADRB3. Методом ПЦР в пробе крови или спермы возможно выявление ДНК вируса лейкоза крупного рогатого скота. Анализ ДНК позволяет обнаружить животных, устойчивых к лейкозу. При завозе быков проводят тестирование с целью выявления аллелей, отрицательно влияющих на хозяйственно-полезные признаки и устойчивость к заболеваниям. (Н. Ковалюк и соавт.,2004) Для анализа наследования животными отдельных признаков используются маркеры групп крови. Иммуногенетические маркеры могут быть использованы для выявления сцепления генов групп крови с генами, влияющими на продуктивность потомков оцениваемых быков, анализа генофонда рекордистов, совершенствования методов подбора и отбора молочного скота. В последние годы интенсивно ведутся исследования по использованию групп крови для раннего прогнозирования продуктивности животных и выявления различных аномалий. Группы крови у животных вполне могут быть использованы в качестве объективного показателя в целях уточнения не только отдельных особей, но и целой группы; объединённых потому или иному принципу (С. Исламова, Ф. Исламов, 2006). Генетическое совершенствование продуктивности животных привело к распространению генетических аномалий. Как указывают Н. Г. Букаров, Е. Ю. Лебедев и др. (2005) в соответствии с названным документом, генетические аномалии у крупного рогатого скота выявляются осмотром и цитогенетическим ДНК-анализом. Эти авторы дают характеристику аномалий у крупного рогатого скота с обозначением следующей аббревиатуры: CVM, BLAD и DUMS. [8] Заключение Благодаря развитию методов диагностики наследственных заболеваний у животных, учёным удалось точнее изучить геномы многих животных, используемых человеком в хозяйстве, выявить новые наследственные заболевания и аномалии и научиться выявлять их наличие на более ранних стадиях развития, а также найти новые способы свести негативные последствия к минимуму, чтобы развитию важных качеств животных не препятствовали негативные факторы. Список литературы https://studfile.net/preview/6360775/ https://www.royal-canin.ru/college-pro/breeders/geneticheskiy-test-vybor-biomateriala/ https://dnkex.ru/geneticheskaya-ekspertiza-zhivotnogo/ https://veterinarua.ru/chastnaya-patologiya-nasledstvennykh-boleznej/826-diagnostika-nasledstvennykh-boleznej-i-porokov-razvitiya.html https://www.snta.ru/press-center/osobennosti-sbora-anamneza-v-veterinarii/ https://infopedia.su/8xde76.html https://present5.com/instrumentalnye-metody-issledovaniya-osmotr-zhivotnogo-osmotr/ https://veterinarua.ru/chastnaya-patologiya-nasledstvennykh-boleznej/829-molekulyarno-geneticheskie-metody.html |