Молекулярно-генетический метод: выявление мутаций
Для подтверждения или исключения носительства конкретной мутации применяется строгая последовательность лабораторных процедур. Метод позволяет с высокой точностью дифференцировать нормальные и измененные участки генома.
Основные этапы проведения диагностики:
- Амплификация. Искомый участок гена, в котором предполагается наличие мутации, многократно размножают. Для этого используется полимеразная цепная реакция (ПЦР), позволяющая получить достаточное количество материала для анализа.
- Фиксация. Полученные в ходе ПЦР образцы ДНК наносятся и закрепляются на специальных узких полосках из нитроцеллюлозы.
- Гибридизация. Зафиксированный материал обрабатывается специфическими зондами — мечеными олигонуклеотидами. Эти зонды несут в себе либо строго нормальную, либо мутантную последовательность нуклеотидов.
- Визуализация. Оценка результатов гибридизации проводится радиоавтографическим методом. Он позволяет зафиксировать, связалась ли ДНК пациента с зондом нормы или с зондом мутации, что прямо указывает на генетический статус обследуемого.
Основы генной терапии
Генная терапия открывает возможности для лечения как наследственных патологий, так и ненаследственных (например, инфекционных) заболеваний. Суть метода заключается во введении в клетки пациента терапевтических генов, которые способны либо устранить имеющиеся генетические дефекты, либо наделить клетку совершенно новыми функциями.
Исторический прецедент Отправной точкой в клиническом применении метода стал 1990 год. Пациентом была четырехлетняя девочка, страдавшая тяжелым наследственным иммунодефицитом, вызванным мутацией в гене аденозиндезаминазы (АДА). Схема лечения (ex vivo):
- У пациентки был произведен забор собственных лимфоцитов.
- В лабораторных условиях (in vitro) в эти клетки внедрили нормальную, работающую копию гена АДА, используя ретровирусный ДНК-вектор в качестве средства доставки.
- Модифицированные лимфоциты с исправленным генетическим аппаратом были пересажены обратно в организм девочки.
Сегодня спектр применения генной терапии значительно расширился. Методики активно разрабатываются и внедряются для лечения онкологических заболеваний, наследственных синдромов и тяжелых вирусных патологий, включая ВИЧ-инфекцию.
Проект «Геном человека» и природа наследственных болезней
Фундаментом для современного развития молекулярной медицины стал международный проект «Геном человека», стартовавший в 1990 году. Его глобальной целью было точное выяснение последовательности нуклеотидов во всех молекулах ДНК человека и картирование (установление локализации) всех генов. Для решения этой масштабной задачи применяются новейшие технологии секвенирования второго и третьего поколений.
Этиология и перспективы Согласно статистике, из примерно 10 000 известных заболеваний человека около 3 000 классифицируются как наследственные. В основе их этиологии лежит прямое повреждение наследственного аппарата клетки. Важно понимать, что такое повреждение не всегда означает классическую передачу дефекта из поколения в поколение. Полное секвенирование генов, которые вовлечены в патогенез различных болезней, является главной перспективой современной биохимии и генетики. Это позволит кардинально изменить подходы к ранней диагностике и вывести лечение пациентов на качественно новый уровень.
Вопросы с занятий и экзамена
Как происходит визуализация результатов в молекулярно-генетическом методе?
Визуализация осуществляется путем радиоавтографической оценки: метод показывает связывание исследуемой ДНК пациента с меченым зондом, соответствующим норме или мутации.
В чем заключался метод лечения пациентки с иммунодефицитом в 1990 году?
У пациентки изъяли лимфоциты, ввели в них in vitro нормальный ген АДА с помощью ретровирусного вектора, а затем пересадили эти модифицированные клетки обратно.
Какие технологии используются в проекте «Геном человека»?
Проект опирается на использование новейших технологий секвенирования второго и третьего поколений для определения последовательности нуклеотидов во всех молекулах ДНК.
Что ещё разобрать по теме
- Особенности полимеразной цепной реакции (ПЦР) на этапе амплификации
- Механизмы гибридизации меченых олигонуклеотидных зондов с ДНК-мишенью
- Принципы работы ретровирусных ДНК-векторов in vitro
- Технологии секвенирования второго и третьего поколений
- Патогенез наследственного иммунодефицита (мутация гена АДА)
Разберите тему целиком в курсе «Биохимия»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «ДНК-диагностика и генная терапия» и ещё 3 574 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Матричные биосинтезы»
Бесплатные видеоуроки: биохимияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.