Тело человека №105, страница 10

РЕПРОДУКТИВНАЯ МЕДИЦИНА: Генетика

Картирование генов

Картирование позволяет выявить примерное расположение генов. Это имеет важное значение, например, чтобы определить местонахождение гена наследственной болезни.

МЕТОДЫ КАРТИРОВАНИЯ Значительным прогрессом в развитии методов картирования генов стало использование полиморфизмов (то есть вариаций) человеческой ДНК, присутствующих не только в генах, но и в нефункциональных последовательностях.

Появление методов картирования генов стало революционным прорывом в изучении некоторых наследственных заболеваний. Анализ сцепления с полиморфными маркерами позволяет определить местонахождение гена, ответственного за тот или иной недуг, и изолировать его. Белковая последовательность и вероятная структура могут быть предсказаны на основе нуклеотидной последовательности.

Так, следствием локализации и изоляции генов муко-висцидоза и миодистрофии Дюшенна стало выявление обусловленных ими белков. Это важнейший результат: изоляция генов позволяет разработать тесты, благодаря которым можно в том числе выявлять патологию плода.

ФИЗИЧЕСКОЕ КАРТИРОВАНИЕ

Физическая карта ДНК строится из перекрывающихся фрагментов, охватывающих всю хромосому. Составление таких карт позволяет ученым локализовать ген, соотнеся его с конкретным участком определенной хромосомы по генетической карте. После этого можно просто открыть холодильник с образцами ДНК, соответствующими данной физической карте, и выбрать нужный материал для исследования.

▼ На снимке показан результат работы секвенатора. Анализ распределения цветов и порядка их чередования позволяет установить точную последовательность ДНК.

Применение результатов

Базы данных генетической информации должны быть адаптированы к растущим потребностям научного сообщества и обеспечивать быстрое получение ответа на любой запрос.

Перед учеными стоит задача по созданию баз данных и методик изучения постоянно накапливаемой генетической информации, моделирования сложных биологических сетей и взаимодействий, а также сбору и обработке новейших данных о вариациях нуклеотидных последовательностей.

ДАЛЬНЕЙШИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ С самого начала реализация проекта имела огромные

практические результаты. Благодаря разработке новых методов и приборов темпы открытий в области генетики выросли почти в четыре раза. Реализация проекта «Геном человека» может ознаменовать начало эры молекулярной медицины, характеризующейся новыми, более совершенными подходами к постановке диагноза, лечению и профилактике заболеваний.

Т В ходе осуществления проекта была получена ценная информация о геноме человека. Для ее хранения созданы мощные базы данных, которые активно используются при проведении научных исследований.

Врач-генетик просматривает образцы, полученные при исследовании участка ДНК методом гель-электрофореза. Визуализация различных фрагментов ДНК обеспечивается применением флуоресцентных красителей.

-Г

Секвенирование ДНК

Первый шаг в секвенировании ДНК - субклонирование, то есть разделение хромосом на короткие фрагменты.

А Секвенирование генов осуществляется путем расщепления ДНК на фрагменты, которые запгем разделяют на фракции посредством электрофореза.

Разделение фрагментов ДНК

Каждый короткий участок ДНК используют в качестве образца для получения набора фрагментов, которые затем фракционируют по весу посредством метода гель-электрофореза. Этот процесс обеспечивает воссоздание исходной последовательности нуклеотидов А, Т, Г и Ц для каждого из полученных участков.

Анализ нуклеотидных последовательностей

Современные методики позволяют секвенироватъ около 700 нуклеотидов на одном геле. Автоматический прибор анализирует результаты исследования и выводит его в виде четырехцветных графиков. Этот метод позволяет в том числе распознать участки генома с определенными свойствами.

После идентификации блоки примерно по 500 нуклеотидов с помощью компьютерных технологий собирают в длинные непрерывные фрагменты. Затем они исследуются сотрудниками лаборатории на наличие белок-кодирующих участков и других особенностей.

Полученные результаты сохраняются в публичной базе данных с неограниченным доступом для пользователей во всем мире.