Слайд 2
Молекулярная основа экспрессии гена.
Вся наследственная информация передается
от родителей к детям посредством наследования дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
ДНК—это линейный полимер, состоящий из пуриновых и пиримидиновых оснований, последовательность которых полностью предопределяет последовательность аминокислот любого белка, синтезируемого организмом. Четыре типа оснований ДНК организованы в группы по три; каждый триплет образует кодовое слово, или кодон, которое кодирует конкретную аминокислоту.
Слайд 3
Классификация наследственных болезней
1. Генные болезни - обусловлены
генными мутациями.
2. Хромосомные болезни - обусловленные хромосомными и геномными
мутвциямы.
3. Мультифакториальные болезни (с наследственной предрасположенностью) обусловлены комбинацией генетических и негенетические факторов.
4. Болезни генетической несовместимости матери и плода (иммунологические реакции матери на антиген плода)
Различают: моногенные - обусловлены действием одного гена;
и полигенные болезни - действием нескольких генов.
Слайд 4
Генные мутации
Генные мутации - изменение структуры ДНК гена
Генные
(молекулярные) болезни - это наследственные болезни, которые возникают вследствие
генных мутаций.
Виды генных мутаций: замены, вставки, выпадения, удвоение пар нуклеотидов.
В результате нарушается строение белков
Слайд 12
Синдром Паскуалини или изолированный дефицит лютропина.
Это врожденное заболевание,
характеризующееся недостаточной выработкой лютеотропного гормона гипофиза, в результате чего
недостаточно производится тестостерона в яичках и возникает недостаточность мужских половых желез (гипогонадизм). Это сопровождается снижением подвижности сперматозоидов, уменьшением объема спермы, нарушением биохимического состава спермы, нежизнеспособностью сперматозоидов.
Рост пациентов высокий, пропорции тела евнухоидные, недоразвиты яички и половой член, оволосение на теле скудное. Бесплодие наблюдается в большинстве случаев.
Диагноз при синдроме Паскуалини устанавливается по характерному внешнему виду больных, нарушениям половой функции, снижению в крови количества лютропина, тестостерона, при нормальном содержании фоллитропина. Генетическое исследование не выявляет отклонений от нормы.
Слайд 13
ДНК - диагностика
Изучает непосредственную причину заболевания
Наиболее адекватная и
точная диагностика
Возможна даже в тех случаях, когда неизвестен ген,
ответственный за заболевание
Слайд 14
Типы ДНК- диагностики
ПРЯМАЯ
Определение мутации, являющейся непосредственной причиной болезни
КОСВЕННАЯ
Определение
хромосомы, несущей поврежденный ген при семейном анализе
Слайд 15
Методы прямой ДНК-диагностики:
Количественная флюоресцентная ПЦР.
Real-time ПЦР.
Анализ кривой плавления
MLPA
– анализ (количественная лигазная реакция)
Ресеквенирование
Слайд 16
ПЦР лежит в основе ДНК-диагностики любых наследственных заболеваний.
С помощью ПЦР можно непосредственно исследовать места локализации предполагаемых
мутаций или полиморфных сайтов, а также изучать наличие любых других специфических особенностей ДНК.
ПЦР
Слайд 18
Схема удвоения фрагментов ДНК в ПЦР (Andy Vierstraete,
2001)
Слайд 20
Количественная флуоресцентная ПЦР (QF PCR)
Анализ дозы гена
Анализ экспрессии
генов
Метод флуоресцентной количественной полимеразной цепной реакции
(quantitative Fluorescent PCR – QF-PCR) заключается в амплификации коротких тандемных повторов ДНК (STR), расположенных на исследуемой хромосоме или сцепленных с исследуемым геном. Использование в ПЦР специальной флуоресцентной метки позволяет идентифицировать количество аллелей STR-маркеров при разделении на капиллярном электрофорезе и точно определять дозу каждого фрагмента ДНК гена или хромосомы, для этого в реакционную смесь добавляют специфический флюоресцентный зонд и далее через 30-40 циклов определяют уровень флюоресценции. Интерпретация результатов проводится с учетом количества пиков на электрофореграмме и их относительной высоты.
Слайд 21
Real-time ПЦР
Анализ дозы гена (делеции/дупликации)
Определение точковых замен
Анализ экспрессии
генов
- онкологические исследования
- трисомии
- анализ плодного материала по кровотоку матери
- генотерапия
Слайд 22
Анализ кривой плавления
Позволяет провести оценку качества реакции, поскольку
увеличение флюорисценции может быть связано как с накоплением специфического
продукта, так и неспецифического (праймеры-димеры, шмер).
Для этого после окончания ПЦР реакционную смесь нагревают и непрерывно измеряют флюоресценцию. По достижении температуры плавления продукта амплификации флюоресценция резко снижается. Температура плавления зависит от нуклеотидного состава, поэтому путем сравнения кривых плавления изучаемых образцов с таковыми в образцах, имеющих известную последовательность, можно выявить кандидатов на дальнейшее секвенирование.
Слайд 23
Стрелкой показана кривая плавления образца с мутацией; С
– мутация TSC1c.1525C>T; D – нормальная нуклеотидная последовательность TSC1
Слайд 24
MLPA – анализ (мультиплексная амплификация лигазно-связаных проб)
Определение числа
копий фрагмента (дозы гена)
- Носительство
Х-сцепленных делеций для женщин
- Аутосомные делеции/дупликации
- Микроделеционные синдромы
- Анеуплоидии
- Определение числа копий гена/псевдогена
Анализ однонуклеотидных замен (SNP)
Слайд 25
MLPA – анализ (мультиплексная амплификация лигазно-связаных проб)
Слайд 26
Ресеквенирование
- Повторное секвенирование генома с целью
выявления разнообразных структурных вариаций (однонуклеотидных полиморфизмов, или «снипов», а также
инсерций, делеций, повторов, инверсий, транслокаций). В отличие от секвенирования неизвестных последовательностей de novo, при котором прочтения соотносятся друг с другом и собираются в контиги, для ре-секвенирования достаточно просто «картировать» прочтения на референсную последовательность, уже имеющуюся под рукой. Снипы выглядят как однонуклеотидные замены в коротких прочтениях, при этом количество прочтений с заменой говорит о состоянии аллеля — гомозиготном (все прочтения с заменой) или гетерозиготном (половина прочтений с заменой).
Слайд 28
Цитогенетический
метод
Основным методом исследования хромосом человека
после рождения является напивмикрометод, при котором анализируют лимфоциты периферической
крови после предварительного культивирования. Культивирования происходит в специально предназначенном инкубаторе (37 ° С, 5% С02) в течение 50 или 69 часов (срок первого и второго митотических делений соответственно).
Слайд 29
Генеалогический метод -
метод составления и анализа родословных.
Типи
наследования генных заболеваний:
1) аутосомно-доминантный;
2) аутосомно-рецессивный;
3) Х-сцепленный доминантный;
4) Х-сцепленный рецессивный;
5)
Y-сцепленный тип
Слайд 32
Заключение, полученное с помощью ДНК-диагностики, дает оценку вероятности
возникновения заболеваний, ассоциированных с теми или иными мутациями/полиморфизмами и
профилактические и лечебно-диагностические рекомендации для пациента и лечащего врача.
Заключение
Слайд 33
Харрисон – Внутренние болезни
Н. П. Бочков “Клиническая генетика”-2011
Сергеева
Н.А. Базовый проект “Лаборатория ДНК – диагностики Школы биомедицины
ДВФУ”
Перевод с английского под редакцией проф. В.В. Фадеева “Диагностика и лечение в эндокринологии ”-2010
Литературы