Раздел 1

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

 

1.3. Онтогенетический уровень
организации жизни

 

1.3.2. Основы генетики человека

 

1.3.2.17. Методы изучения
наследственности человека

 

Секвенирование генома человека

 

Методы секвенирования — определения
нуклеотидной последовательности ДНК. Конкуренцию двух способов секвенирования —
метода Сенгера и Рича — Максема — время решил на каристь первого. В
секвенуванні ДНК применяется преимущественно «shotgun»-стратегия
(растет количество дорожек разделения, длина фрагментов увеличивается до 1000
последовательностей нуклеотидов, сокращается время разделения). Продукты полимеразной
цепной реакции выявляются путем гибридизации с радиоактивным или
флуоресцентной меткой и разделением на гели в случае необходимости количественного определения.
Несмотря на преимущественное применение метода Сэнгера, поиски новых принципов
секвенирование продолжаются. Существует секвенирования ДНК путем гибридизації на
олігонуклеотидній мікроматриці Чипе). В настоящее время полностью определена
последовательность нуклеотидов многих генов (
α и β-цепей
гемоглобина, гормонов: инсулина, гормона роста, хориогонического, соматотропина,
пролактина). Преимущество ДНК-диагностики в том, что объектом исследования является
молекулы ДНК, поэтому ее можно проводить не только на тех тканях, где работают
(«экспрессируются») соответствующие гены, но и на других клетках организма,
из которых можно выделить ДНК, и на любой стадии развития.

Досимптомна диагностика наследственных
заболеваний, в том числе пренатальная диагностика, основанная на исследовании клеток
плода, даже проембріональних стадий развития (гаметы, зиготы, эмбрионы). Для
диагностики моногенных
болезней
у плода выделяют ДНК
из биоптатов хориона (плаценты), клеток амниотической жидкости (амниоцитов) или
из лимфоцитов крови пуповины. Основным источником ДНК для диагностики в
постнатальном периоде являются лимфоциты крови.

Различают прямую и косвенную
ДНК-диагностику наследственных болезней. Преимущества прямого метода — высокая (до 100 %)
точность и возможность диагностики без анализа ДНК пробанда. Последнее особенно
важно в случае пренатальной диагностики тяжелых, зачастую смертельных
заболеваний. Прямая ДНК-диагностика заключается в выявлении конкретных повреждений в
известном гене. Необходимым условием применения прямой ДНК-диагностики является
идентификация
гена,
повреждения которого
приводит к развитию заболевания.

Косвенный метод широко применяется
для диагностики тех заболеваний, гены которых еще не идентифицированные, мутации
неизвестны или трудно обнаруживаются. Единственным и непременным условием такой диагностики является
данные о наличие молекулярных маркеров, расположенных близко от мутантного
гена или в нем. Такими молекулярными маркерами являются полиморфные байта и
гіперваріабельні по количеству однотипных простых повторов участков ДНК. Метод
косвенной ДНК-диагностики более универсальный, однако уступает по точности
прямому методу. Кроме того, он может быть применен при наличии пробанда,
анализ ДНК которого позволяет установить, с каким именно молекулярным маркером каждой
хромосомы родителей сцепленный мутантный ген.

Наиболее сложными для диагностики являются
случаи патологии, обусловленные присутствием в кариотипе плода дополнительной маркерной
хромосомы, трудно идентифицируется традиционными цитогенетическими
методами. Для изучения таких кариотипов
используется метод флуоресцентной гибридизации
in situ (FISH) с ДНК-зондами, специфичными для отдельных хромосом или
их участков, что позволяет идентифицировать аберантні хромосомы и анализировать
анеуплоидии по інтерфазними ядрами, что существенно облегчает анализ мозаицизма
хромосом.

Таким образом, перспективным является
исследование содержания в крови беременной, начиная с 6 недели, белка
PAPA (pregnancy associated protein A), использование раннего скрининга маркерных
сывороточных белков беременной и УЗИ плодов первого триместра; анализ кариотипа
клеток плода, находящихся в крови матери; проведение цитогенетичної
диагностики хромосомных
болезней
на передімплантаційних
зародышах человека.

Молекулярной диагностике доступны
около 20 моногенных
болезней
(муковисцидоз,
миодистрофия Дюшена, гемофилия А, В, фенилкетонурия, болезнь Віллібранда,
бета-талассемия и др.). В 1997 году начата ДНК-диагностика патологии в
внутриутробном периоде (муковисцидоз, миодистрофия Дюшена, фенилкетонурия,
синдром ломкой Х-хромосомы
мы,
гемофилия и др.)

Одним из наиболее важных
практических достижений молекулярной генетики является разработка методов ДНК-диагностики,
что без преувеличения революціонізувало всю систему медико-генетического
консультирования. Внедрение ДНК-диагностики имеет не только большое медицинское, но
и социально-экономическое значение, способствует охране генетического здоровья населения
и уменьшению «генетического отягощения» популяции.