Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1327 вузов, 5487 предметов.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
asman00000@mail.ru Работаю на МРТ, учусь на стоматолога,делитесь со мной файлами в ТГ ozzii05 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Медицинский Университет "РЕАВИЗ"
Предмет:
Биология
Файл:
Тейлор, Грин, Стаут 3 том [2013].pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
05.09.2026
Размер:
19 Мб
Скачать
☆
►Содержание►
250 Глава 25
25.2
.
Разберите приведенный ниже пример
наследования фенилкетонурии.
а) Как доказать, что фенилкетонурия
контролируется рецессивным геном?
б) Как доказать, что фенилкетонурия
не сцеплена с полом?
крови, который позволяет обнаружить в крови больных избыток фенилаланина (обычно это 30—50кратное превышение). Тестирование проводят на 4й день жизни; пробу крови для анализа берут из пятки младенца.
25.3. Почему младенцев не тестируют сразу после рождения?
Выявление носителей и пренатальная диагностика
Современные методы анализа ДНК позволяют проводить скрининг популяции. Благодаря это му выявляется до 95% носителей фенилкетону рии. В настоящее время появилась возможность пренатальной диагностики фенилкетонурии; для этого берут пробы клеток из ворсинок хори она или амниотической жидкости и затем прово дят анализ ДНК. Однако целесообразность этой процедуры неочевидна, поскольку в утробе плод не страдает от избытка фенилаланина, а лечение, начатое с первых дней жизни, предупреждает развитие симптомов. Вероятно, в будущем ста нет возможной генная терапия.
в) Основываясь на имеющихся данных,
скажите, кто из членов семьи является гетерозиготным носителем?
г) Кто из других членов семьи может быть
носителем?
д) Индивидуумы под номерами 10, 11 и 12
могут испытывать волнение по поводу предполагаемого носительства, поскольку их сестра больна фенилкетонурией. Если один из них спросит вас, какова вероятность этого события, что вы ответите? Хорошо подумайте
!
Выявление фенилкетонурии у новорожденных
Очень важно, чтобы фенилкетонурия была выявлена в первые дни жизни, поскольку в первые шесть месяцев несмотря на отсутствие симптомов у нелеченых детей развиваются необратимые повреждения мозга. В 1963 г. был разработан очень чувствительный метод анализа
Лечение
С заболеванием борются путем снижения коли чества фенилаланина в рационе больных до не обходимого минимума. Фенилаланин является незаменимой аминокислотой (это означает, что он не может быть получен из других аминокис лот, и, следовательно, для нормального синтеза белка должен присутствовать в рационе). По скольку в организме больных не происходит об разования тирозина из фенилаланина, тирозин также является для них незаменимой амино кислотой и тоже должен присутствовать в пище. Для поддержания необходимого баланса в пер вые годы жизни осуществляют постоянный контроль содержания этих аминокислот в кро ви больного. В зрелом возрасте, когда уже завершено развитие мозга, избыток фенилала нина не опасен и больным можно переходить на нормальную пищу. Соблюдать диету непро сто, поскольку она исключает хлеб, сладости, апельсиновый сок, т. е. все то, что любят дети, однако нарушение диеты приводит к необрати мым последствиям.
Прикладная генетика 251
25.4.
Почему больны
м фенилкетонурией повезло, что фенилаланин является незаменимой аминокислотой?
25.5. Взрослые люди, болеющие фенилкетонурией, уже не обязаны придерживаться диеты. Почему больным женщинам, планирующим беременность, важно вернуться к рациону с ограниченным количеством фенилаланина?
25.7.5. Хорея Гентингтона
Хорея Гентингтона, или болезнь Гентингтона, вызывается аутосомной мутацией, которая в от личие от трех первых примеров является доми нантной. Болезнь поражает примерно 1 из 10 000 человек. В 1983 г. ген был отнесен к 4й хромосо ме, однако для его точной локализации и клони рования потребовалось еще 10 лет кропотливой работы. Функция белка, кодируемого этим ге ном, неизвестна, но он уже получил название «гентингтин».
Заболевание было впервые описано в 1872 г. Джорджем Гентингтоном. Еще 8летним маль чиком он стал свидетелем ужасной картины: «Две женщины, мать и дочь, обе высокие, худые, смертельно бледные, дергались, извивались и гримасничали». Болезнь вызывает прогрессиру ющее поражение мозговых клеток и постепен ную потерю двигательного контроля, что приво дит к самопроизвольным подергиваниям. Чело век как будто бы исполняет никому неизвестный танец. Этим объясняется название болезни «хо рея» (что означает танец). У больных снижается интеллект, теряется память, могут наблюдаться галлюцинации, неразборчивость речи, резкие перемены настроения. Мозг сокращается в раз мерах примерно на 20–30%.
С болезнью связаны две особенно сложные проблемы.
Вопервых, симптомы обычно проявляют ся в среднем возрасте (рис. 25.25), когда многие больные уже завели детей. Это является дополнительным источником переживаний для больных и членов их се мей. После появления симптомов продол жительность жизни составляет в среднем около 15 лет, и это медленное угасание мо жет быть очень тяжелой эмоциональной нагрузкой для пациентов и их близких.
Рис. 25.25. Вариации возраста начала заболевания хореей Гентингтона.
Вовторых, поскольку ген, кодирующий хорею Гентингтона, доминантный, он всег да будет экспрессироваться, и если пора жен один родитель, вероятность рождения больного ребенка составляет 50% (в этом случае не может быть носителей).
Прогнозируемый диагноз
Очевидно, что члены семей, в которых имеется высокий риск заболевания, нуждаются в генети ческом консультировании. Благодаря клониро ванию гена в 1993 г. и разработке очень надежно го метода анализа ДНК, выявление хореи Ген тингтона стало довольно легкой процедурой. Теперь каждый может узнать, проявится ли у не го заболевание. В настоящее время установлен и согласован на международном уровне кодекс правил при таком тестировании, который предусматривает консультирование до и после анализа. Возможно, вам это покажется удиви тельным, но многие люди, имеющие больных родителей (т. е. имеющие 50%ный риск заболе вания), отказываются от тестирования, они пред почитают не знать, разовьется ли у них болезнь.
25.6. Приведите две возможные причины того, что а) вы хотите или б) не хотите знать, заболеете ли вы хореей Гентингтона.
25.7. По-видимому, отбор против гена этого заболевания практически отсутствует. Поясните, почему.
252 Глава 25
25.7.6. Синдром Дауна
Хромосомные аберрации обсуждались в разд.
24.9.2. Обычно они приводят к гибели эмбриона на ранней стадии развития и являются причиной 50–60% всех самопроизвольных абортов. В сле дующих разделах мы рассмотрим три хорошо известных примера хромосомных мутаций у человека. Одно из заболеваний затрагивает ауто сомы (неполовые хромосомы) и называется син дромом Дауна. Два других затрагивают половые хромосомы (синдром Клайнфельтера и синдром Тернера). При рассмотрении последующих раз делов нам очень поможет знание механизмов мейоза (разд. 23.4) и умение разбираться в карио граммах (разд. 23.1.1).
Синдром Дауна назван по имени врача Джо на Лэнгдона Дауна, который в XIX в. работал в приюте в Суррее (Великобритания) и впервые описал заболевание в 1866 г. Оно поражает при мерно 1 из 750 новорожденных, однако около половины эмбрионов с такой аномалией погиба ет в результате спонтанного аборта (выкидыша). В 1959 г. французский врач Лежен с помощью микроскопии впервые показал, что болезнь связана с присутствием дополнительной 21й хромосомы (рис. 25.26). Его открытие стало
возможным благодаря тому, что как раз в этом году были разработаны методы окрашивания хромосом человека. Синдром Дауна одинаково распространен среди представителей всех рас, похожее заболевание обнаружено даже у шим панзе и ряда других приматов. Наличие трех копий хромосомы называется трисомией, поэто му синдром Дауна называют также трисомией по 21й хромосоме.
Симптомы
Большинство детей с синдромом Дауна имеют характерные черты лица: монголоидный разрез глаз, плоскую переносицу, маленькие уши, большой бороздчатый язык, приоткрытый рот (рис. 25.27). Кроме того, для них характерны:
1) умственная отсталось, часто сильная;
2) небольшой рост и относительно малень кий череп изза слабого развития скелета;
Рис. 25.26. Хромосомы женщины с синдромом Дауна. Нерасхождение хромосом 21 в одной из родительских гамет привело к появлению у нее дополнительной 21й хромосомы.
Рис. 25.27. Девочка с характерными признаками синд рома Дауна: слегка косящие глаза, круглая голова и плоская переносица.
3) врожденные пороки сердца (примерно у 1 из 4 детей с синдромом Дауна);
4) подверженность инфекционным заболе ваниям;
5) жесткие прямые волосы;
6) короткие и широкие кисти рук с попереч ной ладонной складкой;
7) проблемы с кишечником и лейкозы.
Больные дети обычно очень приветливы и дружелюбны, любят музыку. Заболевание силь но варьирует по степени тяжести, и многие боль ные с синдромом Дауна способны выполнять простую работу и даже жить самостоятельно.
Объяснение
Прикладная генетика 253
В 96% случаев причиной синдрома Дауна служит нерасхождение хромосомы 21 в анафазе мейоза. Теоретически это может случиться и в процессе образования спермиев, и при образовании яйцеклеток, однако последнее случается гораздо чаще (см. ниже о влиянии возраста матери). Примерно 70% нерасхождений происходит в мейозе I и 30% в мейозе II. В мейозе I нерас хождение «затрагивает» целые хромосомы, тогда как в мейозе II имеет место нерасхождение хро матид. Результат одинаков: две хромосомы или две хроматиды попадают в одну дочернюю клет ку, а во вторую не попадает ни одной (рис. 24.31). При этом должно образоваться такое же число клеток с моносомией по хромосоме 21, однако такое состояние, как и все случаи моносомии, вызывает гибель плода на ранних стадиях разви тия.
Примерно в 3–4% случаев синдром Дауна яв ляется результатом транслокации (разд. 24.9.2). Хромосома 21 оказывается соединенной с хро мосомой 14 или, реже, с хромосомой 22.
Влияние возраста матери
Вероятность рождения детей с синдромом Дау на зависит от возраста матери (рис. 25.28), тогда как корреляции с возрастом отца не обнаруже но. В возрасте 20 лет риск составляет 1 из 2000, в 30 лет — 1 из 900, в 40 лет — 1 из 100 и в 44 го да — 1 из 40. Если представить эти данные в логарифмическом масштабе в виде кривой, то видно, что ее наклон с возрастом становится все круче (рис. 25.28). Возможно, это связано с тем,
Рис. 25.28. Влияние возраста матери на вероятность рождения ребенка с синдромом Дауна. Обратите внимание, что вертикальная ось является логарифми ческой.
что яйцеклетки женщины формируются еще в период эмбрионального развития, а затем по достижении репродуктивного возраста созре вают одна за другой каждый месяц. В отличие от этого у мужчин новые спермии образуются постоянно, начиная с периода половой зрело сти и до смерти.
Другие примеры трисомий, затрагивающих аутосомы
В большинстве случаев трисомии, затрагиваю щие аутосомы, оказываются летальными и при водят к выкидышу на ранних стадиях развития плода. В случае трисомии по некоторым очень маленьким хромосомам, а именно хромосомам 13 и 18, летального эффекта может не быть, одна ко родившиеся дети имеют множество дефектов, включая отставание в умственном развитии. Обычно они не способны нормально развиваться и погибают в первые три месяца после рождения.
25.7.7. Синдром Клайнфельтера
В 1942 г. американец доктор Х. Ф. Клайнфельтер обследовал 9 пациентов мужского пола, имею щих женоподобную внешность. У этих пациен
254 Глава 25
А
Б
Рис. 25.29. Синдром Клайнфельтера и синдром Тернера как результат нерасхождения отцовских половых хромо сом (А) и нерасхождения материнских половых хромосом (Б).
Прикладная генетика 255
тов наблюдались следующие характерные симп томы:
1) бесплодие — спермии никогда не образу ются, хотя эрекция и эякуляция возможны;
2) высокий рост;
3) некоторое развитие грудных желез, хотя не всегда явное;
4) размеры семенников меньше нормы, прав да этот признак не всегда явно выражен;
5) повышенный уровень секреции фоллику лостимулирующего гормона, который вы рабатывается клетками гипофиза у муж чин и женщин и стимулирует рост и разви тие фолликулов в яичниках;
6) ожирение тела по женскому типу (евнухо идные пропорции тела);
7) короткие жесткие волосы;
8) высокий голос;
9) трудности в воспитании и проблемы в по ведении.
В 1959 г. было установлено, что причиной синдрома Клайнфельтера является дополни тельная Ххромосома. Больные имеют 47 хро мосом вместо 46: половые хромосомы представ лены набором XXY вместо XY. Как и синдром Дауна, это пример трисомии. На рис. 25.29 по казано, как в результате нерасхождения в мейо зе появляется дополнительная хромосома. Это может происходить при сперматогенезе (обра зовании спермиев) у отца или при оогенезе (об разовании яйцеклеток) у матери. Из рисунка также видно, что в результате нерасхождения половых хромосом у мужчины такое же количе ство зигот будет иметь только одну Ххромосому и не иметь Yхромосомы (обозначается как ХО). Такой генотип является причиной синдрома Тернера, который рассматривается в следую щем разделе. В случае нерасхождения у женщи ны могут также образоваться зиготы ХХХ и YO. Между женщинами с трисомией по Ххромосо ме и здоровыми женщинами нет заметных фи зических различий кроме того, что женщины XXX обычно немного выше. Вместе с тем есть данные о том, что у женщин ХХХ чаще наблю даются отклонения в поведении и трудности в обучении. Зиготы YO не развиваются, посколь ку у них полностью отсутствуют многие жизнен но важные гены.
Лечение
Обычно заболевание можно диагностировать только после наступления половой зрелости. Для лечения применяют мужские гормоны. Больной может вести нормальную половую жизнь, хотя стерильность остается.
25.7.8. Синдром Тернера
Синдром был впервые описан в 1938 г. амери канцем Тернером. Для женщин с синдромом Тернера характерны следующие симптомы:
1) низкий рост (около 150 см);
2) крыловидные складки на шее;
3) толстые пальцы с глубоко посаженными ногтями, более выпуклыми, чем в норме;
4) низкий рост волос на затылке;
5) отсутствие яичников (они представлены только соединительной тканью);
6) небольшие размеры матки.
В 1959 г. было установлено, что причина синдрома Тернера заключена в отсутствии Х хромосомы. Больные имеют 45 хромосом вме сто 46 и набор половых хромосом ХО вместо ХХ. Такой генотип является примером моно сомии. На рис. 25.29 показано, что синдром Тернера может возникнуть в результате нерас хождения хромосом во время мейоза, и пред ставляет собой аномалию, «парную» синдрому Клайнфельтера. Теоретически должно рож даться одинаковое число индивидуумов с синд ромами Клайнфельтера и Тернера. В действи тельности же синдром Тернера встречается го раздо реже, примерно 1 на 2500 родившихся, по сравнению с 1 на 500 родившихся в случае син дрома Клайнфельтера. Это происходит изза того, что вероятность раннего выкидыша плода с синдромом Тернера существенно выше. Под считано, что до рождения доживает лишь 2—3% зародышей с синдромом Тернера. Следует от метить, что синдром Тернера, повидимому, служит основной причиной ранних выкиды шей; 20% таких эмбрионов имеют генотип ХО.
Лечение
Начиная с периода полового созревания назна чают женские половые гормоны, чтобы стиму
256 Глава 25
А
Матка
Мочевой
пузырь
Влагалище
Прямая
кишка
Ультразвуковой сканнер
Плод
Ворсинки хориона
Б
Шприц
Катетер
Влагалище
Прямая
кишка
Отобранная проба ворсинок хориона
Матка
Плод
Ультразвуковой сканнер
Амниотическая жидкость
Ворсинки хориона
Рис. 25.30. Получение образца ворсинок хориона А. Трансабдоминальный забор. Б. Трансцервикальный забор. Длина образца составляет несколько миллиметров.
лировать развитие молочных желез. Бесплодие в этом случае преодолеть нельзя, однако лечение
гических или психических отклонений. Обна ружен также мужчина XXYY.
гормонами улучшает внешний облик женщины и позволяет ей чувствовать себя комфортно.
25.7.9. Генетический скрининг
Другие комбинации половых хромосом
Описаны и другие аномалии половых хромо сом. Индивидуумы с Yхромосомой всегда от носятся к мужскому полу изза присутствия в этой хромосоме гена (SRY), который отвечает за развитие мужских половых признаков. Иден тифицировано несколько особей мужского по ла, имеющих генотип ХХ (1 на 20 000 родив шихся), однако, как оказалось, у таких мужчин к одной из Х хромосом прикреплен участок Y хромосомы, несущий ген SRY (транслокация). Внешне они похожи на пациентов с синдромом Клайнфельтера. Встречаются мужчины с набо ром половых хромосом XXXY и XXXXY; для них характерна умственная отсталость. Женщи ны, имеющие четыре Ххромосомы, очень сильно отстают в умственном развитии, хотя внешне нормальны. В 1961 г. был выявлен пер вый мужчина XYY. Несмотря на то, что феноти пически он оказался нормальным, необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, нет ли у таких пациентов какихлибо физиоло
В разд. 25.7.1 отмечалось, что, возможно, каждый человек является носителем нескольких гене тических дефектов. Поиск мутантных генов у пациентов называется генетическим скринингом. С использованием современных методов генети ки эта процедура становится значительно проще, чем была в недалеком прошлом. В трех ситуаци ях, которые рассматриваются ниже, генетиче ский скрининг имеет особенно важное значение: это пренатальная диагностика, диагностика носительства, и прогнозируемый диагноз.
чает всю совокупность современных методов ме дицины, используемых для выявления любых отклонений от нормы у еще не родившихся мла денцев. Сюда входит выявление и генетических заболеваний. Если такое заболевание обнаруже но, проводится консультирование родителей от носительно качества жизни будущего ребенка и других возможных проблем. Обычно родителям предлагают обдумать целесообразность аборта.
и пренатальная диагностика
ПРЕНАТАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА. Этот термин вклю
Прикладная генетика 257
ДИАГНОСТИКА НОСИТЕЛЬСТВА. Этот метод заклю
чается в выявлении людей, которые несут един ственную копию дефектного гена, т. е. являются гетерозиготными носителями. Вероятно, мы все гетерозиготны по генам нескольких генетиче ских заболеваний. Но если молодые люди, кото рые собираются вступить в брак, имеют в семьях случаи одной и той же наследственной болезни (например, серповидноклеточной анемии), им следует посоветовать пройти обследование, что бы выявить, не являются ли они оба носителями. В случае, если гетерозиготность подтверждена, им можно объяснить, что с вероятностью 1 : 4 их ребенок родится больным. Консультантгенетик может ответить на все волнующие пару вопросы и обсудить возможные варианты выбора (разд.
25.7.10). На наших глазах расширяется круг бо лезней, для которых возможна диагностика но сительства, однако для массовых обследований необходимы большие затраты. Смогут ли служ бы здравоохранения реализовать программу массового скрининга хотя бы на одно заболева ние, например на муковисцидоз?
ПРОГНОЗИРУЕМЫЙ ДИАГНОЗ. Этот термин подра
зумевает диагностирование болезни, которая в данный момент еще не проявляется, но, судя по выявленному генотипу, должна проявиться в будущем. Классический пример такой «генети ческой бомбы замедленного действия» — хорея Гентингтона, при которой симптомы становятся заметными обычно в зрелом возрасте. В этом случае за заболевание отвечает один доминант ный ген, и если человек живет достаточно долго, он должен заболеть, однако для многих других заболеваний такой фатальности нет. Например, люди могут быть генетически предрасположены к заболеваниям сердца и раку легких, однако они могут избежать этих болезней, если будут зани маться спортом, соблюдать диету и не будут ку рить. Желающие уже сейчас могут проверить, не несут ли они ген хореи Гентингтона, а скоро ста нут общедоступными тесты, позволяющие оце нить риск болезней сердца. Общество должно заранее решить ряд связанных с этим вопросов. Например, имеют ли право страховые компании требовать, чтобы прежде чем застраховать свою жизнь клиент прошел генетическое тестирова ние? Будет ли позволено таким компаниям со здавать невыгодные условия для тех, кто имеет повышенный риск заболевания? Кроме того, с развитием тестирования должна возрастать потребность в генетическом консультировании
со всеми его приложениями. Эта проблема об суждается в конце данного раздела.
Каким же образом проводится генетический скрининг? Наиболее важными являются четыре метода: биопсия ворсинок хориона, амниоцен тез, диагностика эмбриона перед имплантацией и анализ ДНК с помощью генных зондов.
Биопсия ворсинок хориона
Хорион — наружная зародышевая оболочка, тонкий слой клеток, окружающих эмбрион. Ворсинки хориона (нитевидные выросты на его поверхности) входят в состав плаценты и омы ваются материнской кровью. Благодаря этому кислород и питательные вещества поступают в кровь эмбриона, а продукты его жизнедеятель ности выводятся из организма. Метод был разра ботан в Китае в 1970х годах (рис. 25.30). Чаще применяется абдоминальный (брюшной) способ забора материала (рис. 25.30, А), который вклю чает введение пустотелой иглы через брюшную стенку и стенку матки. В этом случае применяет ся местное обезболивание. При цервикальном способе (рис. 25.30, Б) материал для биопсии от бирают с помощью тонкой гибкой трубки, кото
Рис. 25.31. Врач отбирает пробу амниотической жидкости у беременной женщины. В другой руке врач держит ультразвуковой датчик, с помощью которого определяется положение плода и плаценты внутри матки. Изображение плода видно на экране дисплея на заднем плане фотографии.
258 Глава 25
рая называется катетером; обезболивания при этом не требуется. К трубке или игле присоеди нен шприц, который нужен для того, чтобы мяг ко отсосать небольшие кусочки ткани. Процеду ру в таких случаях проводят под ультразвуковым контролем.
Все клетки хориона, как и клетки эмбриона, произошли от зиготы, и, следовательно, генети чески идентичны им. Поскольку клетки хориона на ранних стадиях развития активно делятся, их можно сразу использовать для хромосомного анализа (кариотипирования). При этом диагно стируются болезни, связанные с хромосомными аномалиями, такие как синдромы Дауна, Клайн фельтера или Тернера. Можно также сделать вы вод о поле ребенка, что чрезвычайно важно, если подозревается сцепленное с полом заболевание. Отобранные клетки можно культивировать в подходящей среде и использовать для анализа ДНК. Таким образом выявляют, например, му ковисцидоз, хорею Гентингтона или талассемию.
Клетки растут быстро и результаты можно полу чить через 5–12 дней. Большое преимущество этого метода состоит в том, что его проводят на ранних стадиях беременности, между 8 и 12 нед. Однако риск повреждения плода при этом методе выше, чем при амниоцентезе. Подсчита но, что риск повреждения примерно на 2% выше, чем частота естественных нарушений. Если в ре зультате тестирования принято решение удалить плод, аборт оказывается физически и эмоцио нально менее тяжелой и рискованной процеду рой, чем более поздние аборты, которые прово дятся после амниоцентеза.
Амниоцентез
Амниоцентез (взятие пробы амниотической жидкости для последующего анализа) — более старый и более доступный метод, нежели биоп сия ворсинок хориона. Впервые он был исполь зован в 1967 г. Обычно амниоцентез проводят на
Рис. 25.32. Некоторые этапы анализа ДНК при генетическом скрининге. В процессе Саузернблоттинга денату рированная (одноцепочечная) ДНК переносится из агарозного геля на нитроцеллюлозный или нейлоновый фильтр. В настоящее время бумажные полотенца обычно не употребляются; вместо этого используют метод электро блоттинга или вакуумного блоттинга.
Прикладная генетика 259
15–16 нед беременности, однако тест можно сделать раньше или позже — до 18 нед. Его нель зя проводить прежде, чем накопится доста точное для анализа количество амниотической жидкости или клеток. Метод более безопасен, чем биопсия ворсинок хориона, и лишь на 0,5% повышает риск самопроизвольного аборта (при мерно 1 из 200). Пустотелую иглу вводят через брюшную стенку в полость матки под контролем ультразвукового сканнера при местном обезбо ливании (рис. 25.31). Из амниотического мешка
3
отсасывают примерно 20 см
амниотической жидкости. Его стенка обладает упругостью и от верстие от прокола закрывается само по себе. Жидкость в норме прозрачная и желтая, как мо ча. Ребенок постоянно заглатывает амниотиче скую жидкость и она проходит через его кишеч ник. Поэтому в ней присутствуют живые клетки плода. Помимо этого амниотическая жидкость содержит клетки амниона, который, подобно хо риону, происходит из зиготы и генетически идентичен плоду. Клетки осаждают в центрифу ге и культивируют. При этом получают большое количество делящихся клеток, годных для хро мосомного анализа и анализа ДНК. Процедура занимает 3–4 нед, что крайне неудобно в тех случаях, когда по результатам тестирования ока зывается необходим аборт. Амниотическую жидкость исследуют и на наличие продуктов дефектных генов, например Dфетопротеина, высокий уровень которого свидетельствует о по вышенном риске определенных врожденных дефектов, например, расщелины нёба.
Диагностика перед имплантацией
Это одна из разновидностей пренатальной диаг ностики, которую проводят на эмбрионе перед его имплантацией в матку. Диагностика перед имплантацией — один из этапов программы экс тракорпорального оплодотворения (разд. 21.7.4). После оплодотворения вне материнского орга низма приблизительно на 8клеточной стадии из развивающегося эмбриона можно изъять одну клетку, не нарушая его способности к дальней шему нормальному развитию. По результатам тестирования решают, можно ли данный эмбри он имплантировать в материнский организм. При этом исключается необходимость аборта. Однако этот дорогостоящий метод не всегда приносит успех и он вряд ли станет рутинной процедурой.
Генные зонды и анализ ДНК
Генетический скрининг, подразумевающий ис следование ДНК определенного человека, назы вают 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 орга низма ребенка или взрослого, например из крови или слюны.
2. Затем ДНК разрезают на фрагменты раз личной длины с помощью рестриктаз.
3. Фрагменты разделяют по размерам с по мощью гельэлектрофореза в агарозном ге ле, как это было описано ранее (рис. 25.4). Фрагменты меньшего размера гораздо бы стрее 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 бу мажных полотенец действует как фитиль, который протягивает буфер через губку, гель и фильтр. При этом ДНК прочно при крепляется к фильтру.
5. Далее используют генный зонд (разд.
25.1.6). Это короткий одноцепочечный фрагмент ДНК, последовательность осно ваний которого комплементарна участку интересующего нас гена. Зонд можно по лучить в больших количествах путем кло нирования. В него вводят радиоактивную
32
метку для гибридизации (комплементарного связывания) с ДНК на нитроцеллюлозном или нейлоновом фильтре.
Р, а затем добавляют его в раствор
Соседние файлы в предмете Биология
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности