Сочинение на тему Позиционное клонирование генетических нарушений
- Опубликовано: 18.08.2020
- Предмет: Здоровье, Наука
- Темы: генетика, Генная инженерия, клонирование, Лекарство
Понимание любого функционально биологического продукта очень важно. Для этого нам нужно понять и узнать местоположение этого конкретного гена, откуда продукт от этого гена транскрибируется и транслируется. Причина знать местонахождение гена очень важна, потому что в популяции этот продукт может иметь различные фенотипы, каждый из которых может иметь преимущество перед другим. Чтобы определить местонахождение гена, ученые ввели молекулярный процесс, который включает генетическое картирование, прямые и обратные мутации, в которых используются такие методы, как подходящие маркерные гены и другие процедуры, и другие серии методов, таких как гибридизация между видами, захват потенциальных фрагментов экзонов, характеристика метилированного / неметилированного CpG-островка, которая в целом применяется в «Позиционном клонировании». Мы не только можем понять функции и местоположение гена и его соответствующего продукта, мы также можем изучить любой ген, связанный с заболеванием, который приводит к дефектному белку или белку, вызывающему заболевание, или даже к его отсутствию. Следовательно, основная цель «Позиционного клонирования» состоит в том, чтобы идентифицировать любые генетические нарушения и их местонахождение, которые перешли к следующему поколению, используя идею наследования Менделяна, благодаря которой мы можем проследить происхождение. Короче говоря, процедуры включают отбор вызывающего заболевание гена и определение его положения с последующим типом мутаций в этом гене и его соответствующих фенотипах. Помимо этого, существует метод замены, который включает в себя обратную генетику, где распознаются генотипы, за которыми следует характеристика фенотипа.
Самым первым применением этого метода была идентификация вызывающего болезнь гена в геноме человека. Позже, в 1986 году, это стало обычной процедурой для выявления любых генетических мутаций, вызывающих хроническую гранулематозную болезнь. Используя позиционное клонирование, были идентифицированы многие генетические заболевания человека, которые могут быть переданы следующему поколению, такие как муковисцидоз, мышечная дистрофия Дюшенна, синдром ломкой Х, а также рак молочной железы.
Сбор данных и образцов:
Очень важно иметь правильные данные, потому что любой неправильный сбор данных может привести к неправильному анализу. Этот сбор данных включает в себя все виды известных генетических нарушений у пациента, а также у членов его семьи. Все это вместе может помочь пациенту получить представление о его или ее генных мутациях и клинических методах лечения, соответствующих конкретному генетическому заболеванию. Эта процедура также включает в себя обширное клиническое исследование членов семьи, у которых обнаруживаются такие же клинические симптомы. Этот тип сбора данных обычно известен как «Анализ родословной». Анализ родословной должен удостовериться, что сложные признаки, такие как факторы окружающей среды, не должны быть связаны с концепцией Менделяна, что также является частью клинического исследования. Чтобы продолжить исследование, образцы ДНК должны быть собраны у всех членов семьи пациента, особенно тех, которые были учтены в Родословном анализе.
Цитогенетическое исследование:
Выявление вызывающего болезнь гена у пациентов с хромосомными аномалиями является первой задачей. Транслокации или инверсия сегментов ДНК нацелены в этой процедуре, потому что они не вызывают потерю или увеличение материала ДНК у пациента. Даже если никакие фрагменты ДНК не потеряны из-за сбалансированной транслокации, есть некоторые случаи, когда ненормальный фенотип, вызванный сбалансированной транслокацией, предполагает, что эта характеристика не сбалансирована и, в конечном счете, некоторое количество ДНК может быть потеряно во время перестройки хромосомы. С другой стороны, есть данные, которые позволяют предположить, что сбалансированная транслокация либо может усилить активность больного гена, либо могла бы отделить его от его области / гена регуляторной экспрессии. Например, аутосомно-доминантная поликистозная болезнь почек (PKD1) была впервые выявлена в 1994 году в португальской семье. Было обнаружено, что выделенный ген кодирует транскрипт размером 14 т.п.н., поврежденный в результате транслокации хромосомы. Кроме того, мать и дочь, которые страдали от этого заболевания и демонстрировали клинические симптомы, имели сбалансированную транслокацию, но у родителей матери не было признаков почечных кист и они были цитогенетически нормальными. Позже было обнаружено, что в изолированном гене была точка останова, которая вызывала мутации и в конечном итоге вызывала болезнь PKD1.
Транслокация или инверсия могут не только способствовать аберрации; некоторые условия, такие как делеции, также способствуют хромосомным аберрациям, которые могут одновременно поддерживать позиционное клонирование. «Синдром смежных генов» – это состояние, при котором в хромосоме удаляется несколько или несколько генов, которые поражают важные органы в организме. Одним из таких примеров является умственная отсталость, которая часто вызывается из-за делеции крупных генов из хромосомы. При некоторых заболеваниях, которые вызваны делециями, было обнаружено, что сайт делеций находился на близком расстоянии от области гена, вызывающего заболевание, что позволяет легко идентифицировать ген-кандидат, поскольку они будут находиться рядом с фланкирующими областями нарушения делеции. точка.
Для выявления уровня хромосомной аномалии обычно используется сравнительная геномная гибридизация (CGH). В этом процессе сравнительные флуоресцентные зонды с олигонуклеотидными матрицами используются для гибридизации in situ образца ДНК из клетки пациента и эталонного образца (контроль). Изображения из программного обеспечения говорят нам о соотношении двух сигналов флуоресценции, которые различаются как в ДНК образца, так и в образце пациента. Исходя из этого, мы можем определить количество потери или увеличения материала ДНК или любые виды дисбаланса транслокации, инверсии, дупликации и даже наличие анеуплоидии в геноме. В последнее время используется для анализа и выявления генов, которые участвуют в образовании опухоли. Недавно идентифицированный ген WTX, обнаруженный в хромосоме X, вызывает опухоль Вильмса у детей. Исследователи искали изменения в количестве копий ДНК в 51 образце опухоли путем проведения CGH. Было обнаружено, что в хромосоме Xq11.1 имелись делеции, приводящие к тому, что WTX увеличивает количество копий у пациентов-мужчин с опухолью Вильмса, вызывающих нефробластомы.
Генетический анализ сцепления:
Используя анализ генетической связи, мы также можем определить мутации, будь то простая менделевская или сложная черта. Эта процедура включает в себя одиночные маркеры или несколько маркеров для связи у братьев и сестер. Это было возможно только в ограниченных приложениях. С помощью этой техники задействуются генетические маркеры, по которым мы можем понять характеристики независимой хромосомной сегрегации при мейозе, которые могут в дальнейшем привести к материнским и родительским гомологам. Микросателлиты ДНК, такие как однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) и короткие тандемные повторы, используются для определения местоположения представляющего интерес гена в соответствии с разработанными микросателлитами. SNP имеют наиболее распространенную вариацию в последовательности ДНК, где может быть изменен один единственный нуклеотид (A, T, G, C), что также вносит изменения в геном, а также в фенотип индивидуума. Такой SNP можно найти как в кодирующих, так и в некодирующих областях, и большинство SNP не оказывают прямого влияния на функции соты. С другой стороны, ДНК-маркеры представляют собой небольшие последовательности из двух-четырех нуклеотидов и могут повторяться много раз, образуя тандемные повторы. Эти тандемные повторы очень полезны для генетического картирования. Оба из них используются для анализа сцепления, который зависит от вариабельности членов семьи (SNP) и наличия гена, представляющего интерес у индивида (тандемные повторы), которые находятся в исследовании. Вероятность из анализа сцепления показывает, как связаны заболевший ген и генетические маркеры.
Область-кандидат / идентификация гена:
Ген-кандидат – это область гена-мишени, которая связана с генетическим изменением наряду с изменением фенотипа, связанным с заболеванием. Чтобы быть точным, ищем ген, вызывающий заболевание, и вариацию гена в популяции, что можно сделать с помощью картирования генов из баз данных, за которым следует ряд шагов. Для этой процедуры Bulk Segregant Analysis используется для идентификации генных маркеров для обнаружения мутантных фенотипов. Он включает две группы фенотипов, где одна из них является патологическим признаком, а другая – нормальным или здоровым признаком. Затем оба из собранных образцов генома анализируют с использованием полиморфизма длины рестрикционных фрагментов и случайной амплификации полиморфной ДНК (RAPD), чтобы получить фрагменты ДНК с использованием рестрикционных ферментативных сайтов, а затем амплифицировать их с помощью ПЦР с последующим гель-электрофорезом и секвенировать с помощью секвенирования Сэнгера. Это поможет генетику первоначально определить местонахождение и обнаружить мутантный ген по сравнению с фенотипом дикого типа и найти различия и сходства в различных локусах генома. Одним из таких ограничений является то, что иногда гены совершенно неизвестны, для которых их нельзя клонировать, и генетики не знают сайтов рестрикции. Для таких случаев могут быть использованы паралогичные и ортологичные гены, полученные из мутантной мыши. Эти гены получены из мутантных мутантов и экспрессируются в тканях для достижения того же больного фенотипа. Используя RT-PCR, Northern Blot, Southern Blot, гибридизацию и экспрессию in situ, идентифицируют базу данных генов-кандидатов. Как только гены-кандидаты и их последовательность идентифицированы, они могут быть использованы в качестве генетических маркеров для определения местоположения мутантного гена у больного индивида и могут быть проверены на наличие полиморфизмов. Работа по-прежнему не завершена после выявления наличия у человека вызывающего болезнь гена. Геном человека содержит интроны, которые сращиваются, пока экзоны остаются. Процесс «Фрагментация экзонов» используется для определения местоположения экзонов в геноме пациента. Фрагмент области-кандидата вставляется в интронную версию «вектора экспрессии сплайсинга», в котором есть известный сегмент экзона. Когда вектор экспрессируется, он отщепляет интроны от вставленного фрагмента генома, образуя зрелую мРНК. мРНК собирают, чтобы определить, увеличился ли размер мРНК, что указывало на то, что область, вызывающая заболевание, присутствует и экспрессируется.
Окончательное сопоставление.
Теперь вся информация о гене, вызывающем заболевание, собирается вместе, например, генетические маркеры, собранные из ОТ-ПЦР, массивы блоттинга и экспрессии и последовательность ДНК из секвенирования Сангера, зонды могут быть сконструированы в соответствии с комплементарной областью и могут быть используется для локализации сегмента ДНК с высокой специфичностью. Для этого процесса флуоресцентная гибридизация in situ является распространенной процедурой определения местоположения сегмента. Зонды прикрепляются либо с радиоактивной меткой (32P), либо с флуоресцентной молекулой (дигоксенин). Образцы промывают DAPI (4`, 6-диамидино-2-фенилиндолом) и меченными дигоксигенином зондами. Зонды связываются с определенными сегментами в метафазной ситуации, в то время как DAPI сильно связывается с регионами, обогащенными A-T. Позже они наблюдаются под флуоресцентным микроскопом, где зонды будут связываться с генами-мишенями, которые в основном являются генами, вызывающими заболевание. Затем с помощью процесса картирования генов можно определить положение целевого гена, находится ли он в длинном или коротком плече или около центромеры, и так далее, и даже мы можем изучить, в какой хромосоме расположен ген, согласно мутационному анализу. , Вот как генетики используют все процедуры в методике позиционного клонирования для локализации гена.
Современные приложения в нефрологии:
С помощью методов позиционного клонирования в последнее время идентифицируется много генов, вызывающих различные почечные синдромы. Благодаря мутационному анализу гены-кандидаты становятся мишенью в нефрологии, потому что мутационный анализ показывает, что используют мутации во фрейме и любой вид бессмысленной рекомбинации. Мутированная фосфолипаза с эпсилоном (PLCE1) демонстрирует аномальную продукцию белка в нефронах. Чтобы определить местонахождение гена, был выбран рыбок данио с функциональной активностью белка PLCE1 в клубочках, который впоследствии был искусственно сбит с ног для изучения воздействия на сам организм. В модели нокаутированной мыши мышь не обнаружила признаков аномального почечного фенотипа из-за присутствия генов-модификаторов, для которых мышь использовала его для усиления активности белка. Это одна из проблем при использовании животных моделей для заболеваний человека. В результате Zebrafish был использован для локализации и секвенирования гена PLCE1 у больного человека. У человека местоположение гена на хромосоме составляет 10q23.32-q24.1, который содержит более 43 генов.
Несмотря на то, что в клинических условиях много раз наблюдали преимущества эффекта плацебо у пациентов, внимательно изучая пациентов, проходящих лечение от болезни Паркинсона, лечения боли
Доставка кесарева сечения также называется доставкой кесарева сечения. Этот способ включает развертывание операции по доставке детей, то есть одного или нескольких. Роды кесарева сечения часто
Некоторые из самых частых вопросов, которые мы получаем, – это вопросы, которые касаются вопросов, связанных с законностью и налогообложением, которые связаны с созданием блога или