Раздел 1

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

1.3. Онтогенетический уровень организации жизни

1.3.2. Основы генетики человека

1.3.2.18. Генетические маркеры

Для диагностики наследственных и инфекционных заболеваний на уровне ДНК используют разные методы, в частности ДНК-зонды (маркеры). ДНК-зонд - это участок ДНК длиной от 10 до 6000 пар нуклеотидов, в которой последовательность оснований комплементарная последовательности исследуемого участка ДНК (гена, что приводит заболевания, или гена вируса, бактерии).

Технология ДНК-зондов требует знания нуклеотидной последовательности гена, исследуется. Для локализации гена зонды, содержащие радиоактивные или флуоресцентные метки, вносятся в ДНК-образцы, содержащие биологический материал, полученный от больного. При наличии в ДНК комплементарной последовательности зонд присоединяется к ней и его можно определить, измеряя радиоактивность или флуоресценцию. Размеры фрагментов ДНК, к которым присоединился зонд, определяют с помощью методики, которая получила название блотинг, разработанная американским ученым Саузерном. С помощью ДНК-зондов идентифицированы некоторые гены человека. Они используются также для диагностики инфекционных заболеваний в результате определения последовательности ДНК, уникальной для каждой бактерии или вируса, например, вируса гепатита В - очень тяжелого и распространенного заболевания человека. Последовательность нуклеотидов ДНК этого вируса расшифрована. В настоящее время выпускаются готовые диагностические наборы, содержащие одноланцюгову ДНК, меченную флуоресцентным красителем, комплементарную одном из цепей вирусной ДНК. Такую одноланцюгову ДНК добавляют к образцу крови больного с симптомами гепатита В. Пробу крови нагревают для разделения ДНК вируса на отдельные цепи. ДНК-зонд присоединяется к комплементарного цепи ДНК вируса и восстанавливает двойная цепь ДНК. Флуоресцирующие ДНК можно увидеть, сняв на фотопленку.

Одним из важных достижений в области ДНК - технологий является разработка полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Используя ПЦР, можно синтезировать миллионы копий одного гена или какой-либо специфической участков ДНК в пробирке в течение короткого времени ПЦР получила свое название от ДНК-полимеразы, фермента, что способствует репликации ДНК в клетке. Реакция цепная, потому что полимераза будет воспроизводить репликацию каждой копии ДНК, образовавшейся бесконечное количество раз.

Для проведения ПЦР необходимы праймеры - короткие последовательности из 20 нуклеотидов, комплементарные нуклеотидам на обоих концах участка ДНК-мишени Праймеры необходимы для начала процесса репликации будет продлен ДНК-полимеразой.

Стоит отметить, что для анализа каждого участка ДНК применяются свои специфические праймеры. Это дало возможность значительно усовершенствовать и ускорить диагностику многих инфекционных заболеваний, сделать более доступными генетические исследования в медицинской практике.