Молекулярно-генетические исследования
Цель проведения молекулярно-генетических методов исследования – определение наличия модификаций и изменений в некоторых хромосомах, ДНК-участках или генах. Широкое использование на практике этот способ работы с ДНК получил в 70-80 гг. прошлого столетия.
Оглавление:
Когда назначают молекулярно-генетические исследования
Кому назначают молекулярно-генетические исследования
Как проводится молекулярно-генетический тест
Когда назначают молекулярно-генетические исследования
Молекулярно-генетические исследования помогают диагностировать:
- Моногенные генетические заболевания;
- Вероятность развития онкологических болезней;
- Наличие факторов, провоцирующих мультифакторные болезни.
Определение риска развития онко-процессов при помощи молекулярно-генетического исследования выявляет:
- Риск развития рака желудка и щитовидной железы;
- Вероятность возникновения рака толстой кишки и ранних стадий этого заболевания;
- Генетическую предрасположенность к развитию рака тела матки, яичников, молочной и предстательной железы;
- Наличие рекомбинации генов ABL/BCR, выявляемых при лейкозах;
- Наличие предпосылок, обеспечивающих эффективность противоопухолевой терапии гефатинибом при наличии немелко-клеточного рака .
Проводя молекулярно-генетические тесты на наличие генетически обусловленных предпосылок развития мультифакторных заболеваний, удается выявить риск развития:
- гипертонической болезни;
- преэклампсии;
- ревматоидного артрита;
- остеопороза;
- нарушений липоидного обмена;
- сахарного диабета 1 и 2 типа;
- болезней репродуктивной системы.
С помощью этого метода оценивают метаболизм и оправданность применения тех или иных лекарственных препаратов.
Кому назначают молекулярно-генетические исследования
Молекулярно-генетические тесты показаны лицам:
- страдающим бесплодием;
- подвергающимся воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды;
- имеющим в роду близких родственников, страдающих онкологическими, психическими, сосудистыми и эндокринными заболеваниями.
Как проводится молекулярно-генетический тест
Первый этап молекулярно-генетического анализа очень важный и заключается в получении РНК и ДНК образцов, которые являют собой отдельные фрагменты ДНК клетки или всю её цепочку. Для выделения необходимого количества фрагментов используют способ амплифицирования, то есть их размножения путем полимеразной цепной реакции (ферментативная репликация).
Для анализа молекул ДНК требуется их предварительное деление на части и обработка бактериальными эндонуклеазами (рестриктазами) – ферментами, которые могут разрезать двойную спираль ДНК на части по 4-6 пар.
Фрагменты ДНК разделяют по длине и размеру при помощи специального геля (полиакриламидного и агарозного), применяя электрофорез. Под действием последнего они перемещаются вниз по гелю с разной скоростью, оставляя за собой дискретную полосу.
Молекулярно-генетические исследования наследственных патологий также используют с целью изучения человеческого генома. Блот-гибридизация по Саузерну позволяет в данном случае определить необходимые для этого особые фрагменты ДНК. При этом вначале прибегают к денатурации ДНК, в результате чего получают фрагменты в виде одной цепочки и их переносят на фильтр (нейлоновый или нитроцеллюлозный), который замочен в буферном растворе.
Гель, на котором находятся ДНК-фрагменты, переносят на фильтровальную бумагу с солевым раствором (с высоким %концентрации). Сверху накладывается по очереди нитроцеллюлозный фильтр и фильтровальная, но сухая бумага (для впитывания солевого раствора). В итоге одноцепочечные ДНК остаются на фильтре в таком же положении как на геле.
Для выявления необходимых фрагментов проводят процедуру гибридизации ДНК с клонированным его фрагментом или радиактивным ДНК-зондом. Полученный результат этой процедуры обнаруживается посредством радиоавтографии, благодаря которой все комплементарные зонды последовательности ДНК отражаются в виде радиоактивной полосы.
Метод Саузерна позволяет воссоздать рестрикционную карту генома человека в определённой части гена. Это дает возможность обнаружить наличие любых дефектов в самом гене. Разработанные методы считаются довольно эффективными и позволяют проводить сверхточную диагностику наследственных заболеваний. С этой целью из эмбриональных клеток, которые содержатся в амниотической жидкости, выделяют ДНК. В последующем ее гибридизируют, применяя Саузерн-блоттинг с радиоактивным ДНК-зондом. В итоге очень легко распознать аномальный эмбрион, потому что его ДНК гибридизируется исключительно с ДНК-зондом, который является комплементарным мутантной последовательности.
Современная наука использует ряд методов для выявления мутаций. Все они делятся на косвенные и прямые молекулярно-генетические способы исследований.
Косвенные способы выявления мутаций используются в случае, если известно положение гена на генетической карте, но не расшифрована его нуклеотидная последовательность.
Прямая диагностика бывает в нескольких видах:
- Секвенирование. Это техника выявления нуклеотидной последовательности для определения замены оснований в определенном фрагменте.
- Блот-гибридизация но Саузерну. Это рестриктный анализ, с помощью которого находят мутации, имеющие нарушения места рестрикции.
- Аллелоспецифическая гибридизация с синтетическим зондом. Данный способ также позволяет выявить в геномной ДНК мутации.
- Электрофорез двухцепочечной ДНК в геле (равномерно денатурирующем, нейтральном). Оно являет собой расщепление ДНК на химическом и ферментативном уровне. В тех местах, где неправильно сшиты основания обычно определяют группу мутаций.
- Изучение электрофоретической подвижности ДНК-мутантных молекул.
- Анализ синтезируемого белка с помощью электрофореза. О наличии мутаций судят по изменению подвижности белка в системе in vitro.
Также мутации диагностируют с помощью определения полиморфных фрагментов (рестрикционных по длине) в геноме. Для этого применяют ту же технику блот-гибридизации по Саузерну.
Среди прочих типов полиморфизма ДНК также выделяют микросателлиты. Они являют собой короткие последовательности ДНК (тандемно повторяющиеся моно-, ди-, три- и тетрануклеотидные). Они служат маркерами дефектных мутаций или маркерными локусами аллельных вариантов гена в исследовании.
Ген, который ответственный за развитие хореи Гентингтона, тяжелой патологии, был открыт в 1993 г. При этой болезни наблюдается снижение интеллектуального развития, расстройство движений ЦНС у людей после 40 лет. Болезнь является наследственной и передается по аутосомно-доминантному типу, имеет 100 % пенетрантность. Расположен ген болезни в 4-й хромосоме, в коротком плече.
Этот ген включает в себя нуклеотидную последовательность в виде многократного повторения нуклеотида ЦАГ. У здоровых людей таких повторов в норме 11-34, больные хореей имеют 37-86, но обычно 45. Из этого следует вывод, что хорея Гентингтона – это наследственная патология с мутацией гена в многократном увеличении числа его копий (экспансия).
Викторова Юлия, акушер-гинеколог
16,002 total views, 6 views today
А я всегда думала, что такие исследования только уже в этом веке проводить стали, а оказывается уже и в прошлом делали. Но скорей всего там, у них на Западе, у нас что-то ни кто об этом и не говорил. Отставали мы в этом плане от них, да и развал Союза, лихие 90- е , годы, тоже не особо кто-то думала про них. Сейчас конечно , наша Российская медицина многое уже может, молодцы, горжусь за них, так и нужно лечить людям, а вот это тест и может помочь !
Здравствуйте!
Подскажите пожалуйста где можно провести молекулярное генетическое исследование ребенку(6 лет)?
Здравствуйте, Гульжан. Такие анализы выполняют во многих частных клиниках, кроме того, Вы можете обратиться в Центр детской гематологии онкологии и иммунологии (филиалы Центра расположены в разных районах города, поэтому Вы можете выбрать тот, который Вам больше подходит).