МЕТОДЫ АНАЛИЗА ГЕНОВ

Анализ генов предполагает серию процедур, основанных на физико-химических особенностях ДНК. РНК или белков, с целью прямого или косвенного изучения структуры и функций гена/участка ДНК. Необходимо отметить, что ДНК характеризуется чрезвычайно высоким межвидовым, межпопуляционным и внутрипопуляционным полиморфизмом, обеспечивая, тем самым, индивидуальные генетические особенности. Полиморфизм ДНК обусловлен нуклеотидными изменениями в генных и внегенных последовательностях, кодирующих и некодирующих участках и может быть количественным и качественным, нормальным и патологическим. В последнем случае изменения в нуклеотидной последовательности приводят к различным заболеваниям – наследственным болезням или болезням с наследственной предрасположенностью. В зависимости от цели анализа генов – изучения или диагностики, а также в зависимости от имеющихся о данном гене знаний, используют различные методы анализа генов:

- анализ ДНК, полученной из практически любой клетки человека;

- анализ мРНК – продукта транскрипции гена, которую выделяют из цитоплазмы клетки, в которой данный ген экспрессируется;

- анализ белка – конечного продукта экспрессии гена;

Для анализа первичной структуры гена используют различные методы секвенирования (химический, ферментный и автоматизированный). Наличие или отсутствие определенной нуклеотидной последовательности определяют, применяя различные способы гибридизации (блот-гибридизация, гибридизация in situ). Широкое применение в настоящее время находит метод ПЦР и его различные варианты, которые основаны на использовании искусственных праймеров, специфичных к определенным нормальным и мутантным генам, что позволяет быстро и точно определить носительство данного гена в целях пренатальной или постнатальной, предсимптоматической диагностики наследственных болезней.

Одним из применений методов анализа генов является геномная дактилоскопия – анализ индивидуального полиморфизма, используемый для идентификации личности в судебной медицине и криминалистике.

Учитывая факт межвидового полиморфизма ДНК, были разработаны тесты для выявления чужеродной ДНК в клетках человека. Это позволяет быстро и точно диагностировать различные инфекционные болезни - гепатиты вирусного происхождения, ВИЧ, хламидиозы и другие заболевания, которые иногда трудно выявляются с использованием рутинных методов диагностики. Эти методы позволяют не только выявить чужеродную ДНК, но и получить информацию о степени инфицированности и эффективности проводимого лечения.

9.Проанализируйте результаты ПЦР. Определите количество повторов (CCG) у всех лиц. Прокомментируйте результаты электрофореза, если известно что данный микросателлит ассоциируется с геном FMR1:

a. Нормальный полиморфизм - (CCG) <60 повторов;

b. предмутация – CCG 60-230 повторов;

c. полная мутация - (CCG) > 230 повторов, блокиурется экспрессия гена FMR1 и проявляется синдром Х-фрагильной хромосомы (умственная отсталость, макроорхидия, дисплазия соединительной ткани).

НОРМАЛЬНЫЕ НАСЛЕДСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ (ЧАСТЬ I)

Моногенные признаки являются продуктом взаимодействия двух аллельных генов. Они наследуются по менделеевскому типу, и их передача соответствует законам моногибридного скрещивания.

Моногенные признаки могут быть нормальными (группы крови, группы белков плазмы, тканевые антигены и др.) и патологическими (полидактилия, альбинизм, фенилкетонурия, гемофилия, дальтонизм, некоторые формы дисплазии зубной эмали и др.).

В зависимости от интенсивности фенотипического проявления признаки могут быть: доминантными, промежуточными и рецессивными. Ген, который проявляется как у гомозигот, так и у гетерозигот, называется доминнатным (А), а тот, который проявляется только у гомозигот – рецессивным (а). Каждый индивид, в зависимости от своей генетической конституции, является гомозиготным по одним аллельным генам и гетерозиготным – по другим. Между генами одной пары (занимают один и тот же локус) существуют различные типы взаимодействия, которые называются аллельными взаимодействиями, например:

- полное доминирование;

- неполное доминирование;

- кодоминирование.

Необходимо отметить, что на проявление признака могут также влиять и неаллельные гены, занимающие другие локусы в этой же группе сцепления или принадлежащие другой группе. Типы взаимодействия неаллельных генов.

- эпистаз;

- комплементарное действие генов;

- эффект положения.

Некоторые гены контролируют один признак, другие имеют множественное действие, контролируя несколько признаков одновременно (плейотропия).

Большинство моногенных признаков, как нормальных, так и патологических, наследуются по законам Г.Менделя, имея четкое фенотипическое проявление в зависимости от генотипа индивида. Отклонения от менделеевского наследования – неполная пенетрантность и разная (вариабельная) экспрессивность– обусловлены взаимодействием генов с другими неаллельными генами или факторами среды.

Кроме того, существует ряд отклонений от закономерностей Г.Менделя, которые являются результатом необычных генетических явлений, например:

- нестабильность генов;

- геномный импринтинг;

- однородительская дисомия;

- мозаицизм;