Молекулярно-генетические методы исследования и их медицинское приложение.

1. молекулярно-цитогенетические методы. Методы флюоресцентной гибритизации FISH. Для этого метода требуется наличие ДНК – зондов. ДНК –зонд –одноцепочный фрагмент ДНК, длиной до 30 нуклеотидов и известного нуклеотидного состава. ДНК зонд метится флюоресцентными красителями и одлюминисцентным микроскопом дает характерное зеленое свечение. Сущность метода: 1получение ДНК-хромосом клеток или их фрагментов, 2 образец, полученная ДНК обрабатывается щелочью, для образования однонитевых ДНК, 3 обработка однонитевых ДНК, ДНК зондами, 4 ДНК зонды присоединяются к комплементарным участкам однонитевых цепей ДНК, 5 под люминисцентным микроскопом ДНК-зонды дают свечение и указывают на искомый фрагмент ДНК или ген. Метод широко применяется для изучения локализации генов, в хромосомах человека, картирование хромосом человека, сложные перестройки хромосом, диагностики хромосом, болезней. С экспресс методом диагностики хромосомной патологии относятся и традиционные методы: кариотипирование – подсчет числа хромосом и определение полового хроматина. Суть 1. У человека берут соскоп буккального эпителия, 2. Смесь клеток размазывают на предметном стекле, 3. Окрашивают, 4. В ядрах определяют тельце Бара.

Близнецовый метод. этот метод заключается в изучении закономерностей наследования признаков в парах одно- и двуяйцевых близнецов.

Суть метода заключается в сравнении проявления признака в разных группах близнецов при учете сходства или различия их генотипов. Монозиготные близнецы, развивающиеся из одной оплодотворенной яйцеклетки, генетически идентичны, так как имеют 100% общих генов. Поэтому среди монозиготных близнецов наблюдается высокий процент конкордантных пар, в которых признак развивается у обоих близнецов. Сравнение монозиготных близнецов, воспитывающихся в разных условиях постэмбрионального периода, позволяет выявить признаки, в формировании которых существенная роль принадлежит факторам среды. По этим признакам между близнецами наблюдается дискордантность, т.е. различия.

С помощью популяционно-статистического метода изучают наследственные признаки в больших группах населения, в одном или нескольких поколениях. Существенным моментом при использовании этого метода является статистическая обработка получаемых данных. Этим методом можно рассчитать частоту встречаемости в популяции различных аллелей гена и разных генотипов по этим аллелям, выяснить распространение в ней различных наследственных признаков, в том числе заболеваний.

При статистической обработке материала, получаемого при обследовании группы населения по интересующему исследователя признаку, основой для выяснения генетической структуры популяции является закон генетического равновесия Харди — Вайнберга.

Цитогенетический метод основан на микроскопическом изучении хромосом в клетках человека.

методом дифференциальногоокрашивания хромосом, который расширил -возможности цитогенетического анализа, позволив точно идентифицировать хромосомы по характеру распределения в них окрашиваемых сегментов.

Биохимический метод. Дефекты ферментов устанавливают путем определения содержания в крови и моче продуктов метаболизма, являющихся результатом функционирования данного белка. Дефицит конечного продукта, сопровождающийся накоплением промежуточных и побочных продуктов нарушенного метаболизма, свидетельствует о дефекте фермента или его дефиците в организме

Биохимическую диагностику наследственных нарушений обмена проводят в два этапа. На первом этапе отбирают предположительные случаи заболеваний, на втором —более точными и сложными методами уточняют диагноз заболевания. Применение биохимических исследований для диагностики заболеваний в пренатальном периоде или непосредственно после рождения позволяет своевременно выявить патологию и начать специфические медицинские мероприятия, как, например, в случае фенилкетонурии.

Для определения содержания в крови, моче или амниотической жидкости промежуточных, побочных и конечных продуктов обмена кроме качественных реакций со специфическими реактивами на определенные вещества используют хроматографические методы исследования аминокислот и других соединений.

Основные результаты исследования генома человека. Карты хромосом человека.

Проведения генетических тестов, которые могут показать предрасположенность к различным заболеваниям, включая рак груди, нарушения свёртываемости крови, кистозный фиброз, заболевания печени и многим другим. Также ожидается, что информация о геноме человека поможет поиску причин возникновения рака, болезни Альцгеймера и другим областям клинического значения и, вероятно, в будущем может привести к значительным успехам в их лечении.

Генетические карты хромосом — это схема взаимного расположения и относительных расстояний между генами определенных хромосом, находящихся в одной группе сцепления.

Генетические карты человека используются в медицине при диагностике ряда тяжелых наследственных заболеваний человека. В исследованиях эволюционного процесса сравнивают генетических карты разных видов живых организмов.

Методы –ДНК диагностики. Использование в медицинских и фармакологических исследованиях.

Метод ПЦР позволяет выявить многие инфекции и грибковые заболевания. Используя метод ПЦР, можно обнаружить специфичный фрагмент ДНК возбудителей в биологическом материале. А затем многократно копировать эти фрагменты. Таким образом, в течение нескольких часов с помощью ПЦР из одного фрагмента молекулы ДНК можно получить 50 млрд. идентичных молекул. Такое количество копий фрагмента ДНК становится видимым в УФ после проведения электрофореза в агарозном геле.

Методы ДНК-диагностики включают в себя такие методы, как ПЦР (полимеразная цепная реакция) и ЛЦР (лигазная цепная реакция). Для исследования методом ПЦР может быть забран практически любой материал. На анализ берут по особой методике соскоб из мочеиспускательного канала, влагалища и шейки матки. Также материалом для ПЦР могут служить кровь, моча, мокрота и т. п.

В ходе различных манипуляций, ДНК инфекции (если она присутствует в забранном материале) многократно удваивается, пока количество ДНК не станет равным 10 8 — 10 12 штук. Это количество ДНК становится заметным для оборудования, которое проводит диагностику. Таким образом, ПЦР позволяет обнаружить даже одного возбудителя, даже часть возбудителя в пробирке: если хоть один кусочек ДНК вредоносной инфекции есть, он будет «размножен».