Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
_Прикладная генетика 259
Гэнные зонды и анализ ДНК
Генетический скрининг, подразумевающий исследование ДНК определенного человека, называют анализом ДНК. Он состоит из следующих этапов (рис. 25.32).
1. Сначала ДНК экстрагируют из клеток. Клетки берут либо из плода с помощью описанных выше методов, либо из организма ребенка или взрослого, например из крови или слюны.
2. Затем ДНК разрезают на фрагменты различной длины с помощью рестриктаз.
3. Фрагменты разделяют по размерам с помощью гель-электрофореза в агарозном геле, как это было описано ранее (рис. 25.4). Фрагменты меньшего размера гораздо быстрее продвигаются к концу геля, чем большие фрагменты.
4. Цель данного этапа — выявить в каком из фрагментов находится интересующая нас последовательность ДНК. Это делают с помощью генного зонда. Поскольку зонд плохо продвигается в геле, используют метод, называемый Саузерн-блоттингом (Эдвард Саузерн разработал этот метод в 1975 г.). Последовательность операции представлена на рис. 25.32 (см. также раздел о генетической дактилоскопии, 25.7.12).
ДНК в геле сначала переводят в одно-цепочечное состояние (денатурируют) путем нагревания. Затем ее переносят на нитроцеллюлозный или нейлоновый фильтр с помощью блоттинга, при этом получается точная копия геля. Стопка бумажных полотенец действует как фитиль, который протягивает буфер через губку, гель и фильтр. При этом ДНК прочно прикрепляется к фильтру.
5. Далее используют генный зонд (разд. 25.1.6). Это короткий одноцепочечный фрагмент ДНК, последовательность оснований которого комплементарна участку интересующего нас гена. Зонд можно получить в больших количествах путем клонирования. В него вводят радиоактивную метку 32P, а затем добавляют его в раствор для гибридизации (комплементарного связывания) с ДНК на нитроцеллюлозном или нейлоновом фильтре.
БОТАНИКА
6. Затем проводят радиоавтографию, помещая фильтр на рентгеновскую пленку. Радиоактивное излучение от любой полосы, с которой связался зонд, засветит пленку (рис. 25.32). Многие мутации приводят к делециям в хромосоме, что в свою очередь вызывает уменьшение длины рестрикци-онного фрагмента. Такой фрагмент более подвижен в геле и при радиоавтографии дает свою отдельную полосу. Таким способом можно выявить ген серповиднокле-точной анемии.
Другие методы
Ультразвуковое сканирование можно использовать для выявления тяжелых пороков развития, многие из которых имеют наследственную природу, например расщелина позвоночника.
Анализ крови матери во время беременности позволяет определить содержание химических веществ (например, а-фетопротеина), связанных с определенными наследственными заболеваниями плода.
Преимущества генетического скрининга
Как уже отмечалось, несмотря на очевидные преимущества генетического скрининга, при его использовании возникает ряд проблем. Ниже рассмотрим как достоинства этого метода, так и его недостатки. Все перечисленные пункты требуют обдумывания и обсуждения.
1. Генетический скрининг позволяет избежать драматических ситуаций в семье. Можно утверждать, что мы не имеем морального права давать жизнь ребенку, заранее зная, что он будет страдать. Генетический скрининг дает супружеской паре возможность выбора; она может решиться или не решиться на рождение ребенка с генетическим дефектом.
2. Генетический скрининг снижает экономические затраты страны. Например, подсчитано, что текущие расходы Национальной службы здравоохранения Великобритании на поддержание здоровья ребенка, страдающего муковисцидозом, составляют ежегодно около 40 ООО фунтов стерлингов.
ММА им. И.М. Сеченова
3. Многие хотят пройти тестирование, однако пока Национальная служба здравоохранения Великобритании не может проводить тест на муковисцидоз в широких масштабах. Тем не менее 80—90% людей, которым тестирование было предложено, прошли обследование.
4. Если человек знает, что генетически предрасположен к определенному заболеванию, он может вести такой образ жизни, который позволит снизить вероятность заболевания. Например, зная о предрасположенности к ишемической болезни сердца, кто-то, возможно, откажется от курения.
5. Программы скрининга болезней, если они находили понимание и одобрение общества, приводили к снижению уровня заболеваемости. Примером может служить скрининг талассемии на Кипре. Талассе-мия, которая подобно серповидноклеточ-ной анемии обусловлена рецессивным геном, вызывает тяжелую гемоглобинопатию; при этом носительство по данному гену повышает устойчивость к малярии. На Кипре талассемия была весьма распространенным заболеванием до тех пор, пока не ввели программу скрининга женщин. Женщин вынашивающих пораженный плод, информировали об этом и рекомендовали сделать аборт.
6. Национальная служба здравоохранения Великобритании предлагает всем беременным старше 35 лет бесплатный амнио-центез или биопсию ворсинок хориона, так как вероятность рождения ребенка с синдромом Дауна у них очень высока.
Проблемы, связанные с генетическим скринингом
1. Со временем мы научимся определять, кто имеет высокую вероятность получить инфаркт или заболеть ревматоидным артритом. Будут ли страховые компании или работодатели требовать сведений о генотипе каждого человека и каким-либо образом дискриминировать предрасположенных к тяжелым заболеваниям, хотя заболевание у них может и не развиться? Окажутся ли в
