Молекулярно-цитогенетические методы диагностики. ДНК-зонды в генетике

Внедрение методики прометафазного анализа и молекулярно-цитогенетического анализа, в частности метода флюоресцентной гибридизации in situ показало, что ряд синдромов, при которых часто тип наследования не удавалось установить и встречались они в большинстве случаев изолированно, обусловлены микроделециями хромосом. Первым заболеванием, при котором была доказана причинная связь микроделеции в отцовской хромосоме 15qll-q13, был синдром Прадера-Вилли. Если же подобная микроделеция на хромосоме 15 имела материнское происхождение, развивался синдром Ангельмана. Было установлено, что микроделеции часто захватывают несколько генов и как исключение некоторые заболевания развиваются вследствие мутаций в генах, входящих в состав делетируемой области (синдром Вильямса, синдром аниридии, умственной отсталости и опухоли Вильямса и др.).
К настоящему времени описано более 50 заболеваний, связанных с микроделециями определенных хромосом (микроделеционные синдромы).

Молекулярно-цитогенетические методы диагностики. Благодаря достижениям молекулярной генетики последних лет и внедрению в их практику - ДНК-технологии, гибридизация нуклеиновых кислот in situ, компьютерные системы хромосомного анализа - были разработаны принципиально новые методы диагностики хромосомных болезней с помощью генно-инженерных методов, основанных на технологии получения рекомбинантных молекул ДНК и использования их в виде ДНК-проб для диагностики наследственных дефектов. Молекулярно-цитогенетические методы включают проведение всех этапов цитогенетического анализа и, кроме того, приготовление меченых ДНК-проб и проведение молекулярной гибридизации in situ (на препарате). Идентификация хромосомной патологии базируется на основе использования особого типа клонированных фрагментов ДНК человека - хромосомоспецифичных проб ДНК. Используя эти пробы или зонды ДНК (тип клонированных фрагментов ДНК, которые характерны только для определенных пар хромосом), можно определить особенности хромосомного набора без прямого цитогенетического анализа с применением блот-гибридизации или гибридизации in situ.

Особенное распространение в диагностике хромосомной патологии приобрели - методы ДНК-гибридизации in situ, FISH-технологии (Fluorescent In Situ Hybridisation) с использованием хромосомоспецифичных ДНК-проб на все хромосомы и их участки, что открывает перспективы для их внедрения в практику диагностики, в том числе и пренатальной (в дородовой диагностике), а также Саузерн-блот-анализ, метод прямого (радиактивного и нерадиоактивного) секвенирования. С помощью этого метода можно проводить гибридизацию метафазных или интерфазных хромосом с различными ДНК-зондами, меченными флюоресцентными соединениями (биотин, дигоксигенин, Су3-флюорофор и др.).
ДНК-зонды - это клонированные последовательности или выделенные участки ДНК.

днк зонды в генетике

Принцип метода флюоресцентной гибридизации in situ заключается в следующем:
1. Готовят однонитевый участок ДНК хромосомы или ее участка, который подлежит исследованию. К этому участку присоединяют метки - биотин и диоксигенин (меченый участок ДНК называется ДНК-зондом)
2. На препарате, используемом для микроскопического исследования in situ, проводится щелочная обработка ДНК; под влиянием щелочи ДНК «расплетается» на две нити.

3. К нитям добавляется ДНК-зонд. Поскольку нити ДНК взаимокомплеметарны (т.е. к одной нуклеотидной паре присоединяется строго определенная другая пара), зонд присоединяется к соответствующему участку хромосомы. При этом восстанавливается двойная спираль (ренатурация ДНК).

4. Полученный препарат обрабатывают химическими соединениями, которые имеют химическое родство с биотином (таким веществом для биотина является стрептовидин) или с дигоксигенином (антидиоксигениновое антитело).
5. К полученным комплексам присоединяют далее флюоресцентные красители (красного цвета - родамин или зеленого цвета - изотиоцианат).

6. Цветная окраска позволяет проводить анализ хромосом с помощью люминисцентного микроскопа довольно отчетливо на фоне неокрашенных хромосом. Количество цветов может быть увеличено за счет других расцветок, если возникает подобная необходимость (трехцветовая флюоресцентная гибридизация и т.д.).

- Читать далее "Методы FISH-диагностики в генетике. Метод гибридизации in situ в кариотипировании"

Оглавление темы "Методы диагностики в генетике. Информационные базы данных":
1. Молекулярно-цитогенетические методы диагностики. ДНК-зонды в генетике
2. Методы FISH-диагностики в генетике. Метод гибридизации in situ в кариотипировании
3. Показания для молекулярно-цитогенетического анализа. Принципы молекулярно-генетической диагностики
4. Прямые методы ДНК-диагностики. Косвенные методы ДНК-диагностики
5. Функциональная диагностика в генетике. Функциональная диагностика мукополисахаридозов
6. Виды функциональной диагностики в генетике. Фармакологические пробы в генетике
7. Оценка гипермобильности суставов. Пример применения функциаональной диагностики в генетике
8. Проблемы изучения наследственной патологии. Компьютерные справочные системы в генетике
9. Компьютерная диагностика в генетике. Компьютерный дифференциальный генетический диагноз
10. Генетические информационные базы данных. Цели и задачи генетических баз данных

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: