Картирование наследственных заболеваний. Методы картирования наследственных заболеваний.

Одно из важнейших направлений медицинской генетики — генетическое картирование наследственных заболеваний. В последние годы наиболее перспективным считается метод позиционного клонирования генов. Установление хромосомной локализации гена, ответственного за определенную нозологическую форму, его идентификация и выявление типов патологических мутаций, позволяет понять этиологию заболевания, и разработать наиболее адекватные методы его ДНК-диагностики и профилактики.

До 1980-х годов открытие новых генов было чрезвычайно редким событием, поскольку единственный подход к их идентификации опирался на знание первичного биохимического дефекта и происходил по следующей схеме: биохимический дефект ->дефектный фермент (белок) -> мРНК -> кДНК -> геномная ДНК (ген) -> локализация гена. Такой подход носит название традиционной или «прямой» генетики. С помощью этого подхода были картированы гены фенилкетонурии, гемоглобинопатии, гемофилии А и многие другие. Однако локусы, ответственные за большинство наследственных заболеваний не могут быть картированы в рамках стратегии «прямой генетики, поскольку для них первичный биохимический дефект неизвестен.

Одним из важнейших достижений молекулярной генетики последнего десятилетия явилось построение подробной генетической карты генома человека с локализованными на ней примерно 6000 полиморфными ДНК-маркерами. Наличие таких маркеров, их«привязка» друг к другу и к цитогенетическим сегментам хромосом дало в руки генетиков мошный инструмент, позволяющий картировать и идентифицировать гены таких наследственных заболеваний, для которых неизвестен биохимический дефект. Метод картирования локуса заболевания на основании анализа сцепления между заболеванием и аллелями полиморфных ДНК-маркеров в семьях был предложен американским генетиком Ботстейном в 1980 г. (Botstein et aL в 1980).

Такая стратегия получила название обратной генетики, или позиционного клонирования. Использование этой стратегии лежит в основе крупнейшей международной программы картирования генома человека.
Процедура картирования гена, ответственного за ту или иную патологию, представляет собой объемное, дорогостоящее, трудоемкое, но рутинное исследование.

картирование наследственных болезней


Позиционное клонирование включает следующие этапы:
1) подбор семей с сегрегацией наследственного заболевания в нескольких поколениях (с несколькими случаями заболевания);
2) генетическое картирование (установление сцепления локуса заболевания с полиморфным ДНК-маркером);
3) построение физической карты области локализации гена из перекрывающихся клонов геномной ДНК;

4) поиск в этих клонах возможных продуктов генов («транскриптов»);
5) исследование генов-кандидатов на наличие мутации, сцепленной с заболеванием, идентификация гена;
6) исследование белка.

В настоящее время, в связи с успехами программы по секвенированию генома человека, для многих районов генома человека имеются полные или частичные последовательности ДНК. Таким образом, отпадает необходимость в построении физической карты кандидатной области, что сильно упрощает поиск позиционных генов-кандидатов.

Первый этап исследования по генетическому картированию заболевания включает формирование выборки семей с сегрегацией заболевания в нескольких поколениях. Объем этой выборки зависит от размера семей и информативности родословных, плотности распределения ДНК-маркеров изучаемого хромосомного региона, а также его размера. Показано, что для картирования моногенного заболевания, не сцепленного с полом, при анализе одной большой семьи с сегрегацией заболевания в нескольких поколениях обычно достаточно набора из 300 микросателлитных маркеров, распределенных по геному с интервалом- 10 сМ. Наборы с числом маркеров от 300 до 600 используются для анализа выборок, состоящих из нескольких небольших семей.

Анализ генетического сцепления проводится на основании частоты совместной передачи потомству двух или нескольких признаков - генетических маркеров, одним из которых может являться наследственное заболевание, а вторым - определенный аллель полиморфного локуса ДНК. Чем ближе друг к другу располагаются генетические маркеры в пределах одной хромосомы, тем больше вероятность того, что они не будут рекомбинировать и передадутся потомству совместно. Для небольших родословных и небольшого количества семей совместное наследование может быть просто случайным собьггием, но при большом количестве проанализированных мейозов вероятность такого случайного совпадения становится очень незначительной,

- Читать далее "Локусы генов. Генетическое расстояние между двумя локусами."

Оглавление темы "Анализ хромосом человека. Аномалии хромосом человека.":
1. Картирование наследственных заболеваний. Методы картирования наследственных заболеваний.
2. Локусы генов. Генетическое расстояние между двумя локусами.
3. Строение хромосом человека. Классификация хромосом человека.
4. Анализ кариотипа человека. Цитогенетический метод анализа хромосом человека.
5. Молекулярно-цитогенетические методы анализа кариотипа человека. Нормальный кариотип человека.
6. Биохимические методы диагностики наследственных болезней. Иммуно-гистохимический метод.
7. Молекулярно-генетические методы диагностики наследственных заболеваний.
8. Хромосомные синдромы. Классификация хромосомных аномалий у человека.
9. Межхромосомные перестройки. Реципрокные транслокации. Робертсоновские транслокации.
10. Численные аномалии хромосом. Структурные аномалии хромосом.

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: