Секвенування геному

Методи секвенування - визначення нуклеотидної послідовності ДНК. Конкуренцію двох способів секвенування - методів Сенгера і Річа - Максема - час вирішив на каристь першого. У секвенуванні ДНК застосовується переважно "shotgun"-стратегія (зростає кількість доріжок поділу, довжина фрагментів збільшується до 1000 послідовностей нуклеотидів, скорочується час поділу). Продукти полімеразної ланцюгової реакції виявляються шляхом гібридизації з радіоактивною або флуоресцентною мітками і поділом на гелі в разі потреби кількісного визначення. Незважаючи на переважне застосування методу Сенгера, пошуки нових принципів секвенування продовжуються. Існує секвенування ДНК шляхом гибридизації на олігонуклеотидній мікроматриці ЧІПі). На даний час повністю визначена послідовність нуклеотидів багатьох генів (α і β-ланцюгів гемоглобіну, гормонів: інсуліну, гормону росту, хоріогонічного, соматотропіну, пролактину). Перевага ДНК-діагностики в тому, що об'єктом дослідження є молекули ДНК, тому її можна проводити не тільки на тих тканинах, де працюють ("експресуються") відповідні гени, але й на інших клітинах організму, з яких можна виділити ДНК, і на будь-якій стадії розвитку.

Досимптомна діагностика спадкових захворювань, зокрема пренатальна діагностика, заснована на дослідженні клітин плоду, навіть проембріональних стадій розвитку (гамети, зиготи, зародки). Для діагностики моногенних хвороб у плода виділяють ДНК із біоптатів хоріона (плаценти), із клітин амніотичної рідини (амніоцитів) або із лімфоцитів крові пуповини. Основним джерелом ДНК для діагностики в постнатальному періоді є лімфоцити крові.

Розрізняють пряму і непряму ДНК-діагностику спадкових хвороб. Переваги прямого методу - висока (до 100 %) точність і можливість діагностики без аналізу ДНК пробанда. Останнє особливо важливе у випадку пренатальної діагностики тяжких, найчастіше смертельних захворювань. Пряма ДНК-діагностика полягає у виявленні конкретних ушкоджень у відомому гені. Необхідною умовою застосування прямої ДНК-діагностики є ідентифікація гена, ушкодження якого призводить до розвитку захворювання.

Непрямий метод широко застосовується для діагностики тих захворювань, гени яких ще неідентифіковані, мутації невідомі або важко виявляються. Єдиною і неодмінною умовою такої діагностики є дані про наявність молекулярних маркерів, розташованих близько від мутантного гена або в ньому. Такими молекулярними маркерами є поліморфні байти і гіперваріабельні за кількістю однотипних простих повторів ділянок ДНК. Метод непрямої ДНК-діагностики більш універсальний, проте поступається за точністю прямому методу. Крім того, він може бути застосований за наявності пробанда, аналіз ДНК якого дозволяє встановити, з яким саме молекулярним маркером кожної хромосоми батьків зчеплений мутантний ген.

Найбільш складними для діагностики є випадки патології, зумовлені присутністю в каріотипі плоду додаткової маркерної хромосоми, що важко ідентифікується традиційними цитогенетичними методами. Для вивчення таких каріотипів використовується метод флуоресцентної гібридизації in situ (FISH) із ДНК-зондами, специфічними для окремих хромосом або їхніх ділянок, що дозволяє ідентифікувати аберантні хромосоми й аналізувати анеуплоїдії за інтерфазними ядрами, що істотно полегшує аналіз мозаїцизму хромосом.

Таким чином, перспективним є дослідження вмісту в крові вагітної, починаючи з 6 тижня, білка PAPA (pregnancy associated protein А), використання раннього скринінгу маркерних сироваткових білків вагітної і УЗД плодів першого триместру; аналіз каріотипу клітин плоду, що знаходяться в крові матері; проведення цитогенетичної діагностики хромосомних хвороб на передімплантаційних зародках людини.

Молекулярній діагностиці доступні близько 20 моногенних хвороб (муковісцидоз, міодистрофія Дюшена, гемофілія А, В, фенілкетонурія, хвороба Віллібранда, бета-таласемія та ін.). У 1997 році розпочата ДНК-діагностика патології у внутрішньоутробному періоді (муковісцидоз, міодистрофія Дюшена, фенілкетонурія, синдром ламкої Х-хромосоми, гемофілія та ін.)

Одним із найбільш важливих практичних досягнень молекулярної генетики є розробка методів ДНК-діагностики, що без перебільшення революціонізувало всю систему медико-генетичного консультування. Впровадження ДНК-діагностики має не тільки велике медичне, але й соціально-економічне значення, сприяє охороні генетичного здоров'я населення і зменшенню "генетичного обтяження" популяції.

1. Кругообіг вуглецю і нітрогену.

Дата добавления: 2015-05-24