Молекулярно-генетический уровень организации жизни Молекулярногенетические технологии в медицине

Молекулярно-генетический уровень организации жизни Молекулярногенетические технологии в медицине

Молекулярно-генетические технологии в медицине • «Современная биология – это наука о молекулах. Любое нарушение теперь можно увидеть задолго до того, как пациенту нанесён какой-либо вред. Думаю, что сегодняшний прогресс, ежеминутно убыстряясь, даст нам возможность достичь фантастических результатов. » Д-р Смит

Молекулярно-генетические технологии в медицине Пузырев Валерий Павлович академик РАМН директор НИИ медицинской генетики ТНЦ СО РАМН

Молекулярно-генетические технологии в медицине Сравнительные размеры генома человека и некоторых других организмов

Молекулярно-генетические технологии в медицине • Геном человека (нач. в 1988 г. ) — международная программа, конечной целью которой является определение нуклеотидной последовательности (секвенирование) всей геномной ДНК человека, а также идентификация генов и их локализация в геноме (картирование).

Молекулярно-генетические технологии в медицине Что конкретно даёт эта программа? – Возможность: • а) проводить генетические тесты; • б) создавать индивидуальные лекарства; • в) проводить генную терапию; • д) влиять на передачу наследственных заболеваний из поколения в поколение.

Молекулярно-генетические технологии в медицине Секвенирование это определение нуклеотидной последовательности избранного участка ДНК.

Молекулярно-генетические технологии в медицине Картирование - это создание схемы, описывающей порядок расположения генов на хромосоме

Молекулярно-генетические технологии в медицине

Молекулярно-генетические технологии в медицине Карты стремятся приписать ген к определенному бэнду

Молекулярно-генетические технологии в медицине • Более двух миллионов людей в США госпитализируются каждый год из-за непредсказуемых реакций на лекарства. Из этого огромного числа более ста тысяч погибают.

Молекулярно-генетические технологии в медицине • Рестрикционный анализ — установление мест расщепления ДНК рестриктазами. Рестриктазы — ферменты, способные разрезать ДНК в строго определенных местах.

Молекулярно-генетические технологии в медицине • Рестрикты — фрагменты ДНК, образовавшиеся после ее обработки рестриктазами. Рестрикционная карта — схема молекулы ДНК, на которой указаны места разрезания ее различными рестриктазами.

Молекулярно-генетические технологии в медицине • Любое изменение участка (сайта) приводит к тому, что он становится «невидимым» для рестриктаз и образуется совершенно другой набор фрагментов.

Метод «секвенирования дробовиком» и метод линейного секвенирования

Молекулярно-генетические технологии в медицине • Метод «прогулки по хромосоме»

Молекулярно-генетические технологии в медицине • Контиг — группа из нескольких последовательно соединенных секвенированных участков ДНК.

Молекулярно-генетические технологии в медицине Типы карт хромосом

Молекулярно-генетические технологии в медицине Имя Крэга Вентера стало широко известно в 1998 году. Он заявил, что созданная им коммерческая компания "Селера джиномикс" в считанные годы полностью расшифрует

Молекулярно-генетические технологии в медицине На начало проекта было известно 100 генов, вовлеченных в развитие наследственных болезней человека, сегодня же их известно несколько тысяч

Молекулярно-генетические технологии в медицине Закончено определение структуры 99% генов с точностью 99, 99% (1 ошибка на 10 000 позиций нуклеотидов)

Молекулярно-генетические технологии в медицине Кодирующие белок последовательности занимают только около 1 -10% генома

Молекулярно-генетические технологии в медицине Гибридизация ДНК — образование в опыте двухцепочечной ДНК или дуплексов ДНК: РНК в результате взаимодействия комплементарных нуклеотидов.

Молекулярно-генетические технологии в медицине Метод гибридизации заключается в следующем: клонированную копию нужного гена помечают радиоактивной или флуоресцентной меткой. Отмеченный таким образом, фрагмент ДНК называется ЗОНДОМ

Молекулярно-генетические технологии в медицине Гибридизация ДНК

Молекулярно-генетические технологии в медицине Хромосомный пайнтинг - многоцветная гибридизация ДНК

Что такое ПЦР? • Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – молекулярно-биологическая реакция, позволяющая быстро получить большое количество копий конкретного фрагмента ДНК • Искомый фрагмент может быть частью очень сложной смеси нуклеиновых кислот • Исходным материалом для ПЦР может быть даже единственная молекула ДНК

Изобретение • Принцип ПЦР сформулировал Гобиндом Корана в 1971 г. • В 1983 Кэри Мюллису удалось провести ПЦР • В 1993 за изобретение ПЦР Кэри Мюллису вручена Нобелевская премия по химии

Преимущества ПЦР как метода диагностики инфекционных заболеваний Ø Высокая специфичность Ø Высокая чувствительность Ø Возможность диагностики скрытых инфекций Ø Прямое определение наличия возбудителя Ø Высокая скорость получения анализа (4 -5 часов)

Основы ПЦР: • Использование термостабильной полимеразы • Полимераза достраивает специфические затравки (праймеры) • Процесс состоит из повторяющихся температурных циклов

Молекулярно-генетические технологии в медицине Амплификация – накопление копий определенной нуклеотидной последовательности во время ПЦР – полимеразной цепной реакции.

Молекулярно-генетические технологии в медицине Схема проведения полимеразной цепной реакции (ПЦР)

Экспоненциальная амплификация

Молекулярно-генетические технологии в медицине Генная дактилоскопия— выявление вариаций в числе и длине тандемных повторов ДНК.

Молекулярно-генетические технологии в медицине • В России этот метод был использован впервые для анализа останков царской семьи

Молекулярно-генетические технологии в медицине • Электрофорез — разделение электрически заряженных полимеров в электрическом поле. Обычно ведется в гелях (гель-электрофорез), чтобы зоны разделяемых молекул не размывались тепловым движением.

Молекулярно-генетические технологии в медицине «Геномная дактилоскопия» помогает при определении отцовства

Молекулярно-генетические технологии в медицине «Геномная дактилоскопия» помогает при определении отцовства (первый этап исследования)

Молекулярно-генетические технологии в медицине «Геномная дактилоскопия» помогает при определении отцовства (второй этап исследования)

Молекулярно-генетические технологии в медицине «Геномная дактилоскопия» помогает при определении отцовства

Молекулярно-генетические технологии в медицине • Британские учёные заявляют, что Чингиз-хан может быть отцом 16 миллионов мужчин.

Молекулярно-генетические технологии в медицине • Усама бен Ладен может иметь около десятка двойников. Поэтому его останки с наибольшей точностью можно будет идентифицировать с помощью анализа ДНК, сравнив ДНК этих останков с образцами ДНК матери Усамы.

Молекулярно-генетические технологии в медицине • МВД России подготовлен проект федерального закона о геномной регистрации – обязательна для представителей профессий, связанных с риском для жизни (военнослужащие, летчики, сотрудники МЧС и правоохранительн ых органов).

Молекулярно-генетические технологии в медицине • В Германии, где насчитывается около 10, 5 тыс. склонных к насилию футбольных хулиганов, создается банк ДНК с «генетическими отпечатками» тех, кто вступит в конфликт с законом.

Молекулярно-генетические технологии в медицине • За открытие РНКинтерференции получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине американские учёные: Эндрю Файр и Крейг Мелло из университета Массачусетса.

Молекулярно-генетические технологии в медицине

Молекулярно-генетические технологии в медицине • Впервые проведена успешная генотерапия поражения головного мозга у кошек, более близких к человеку, чем грызуны.

Молекулярно-генетические технологии в медицине До встречи, мои дорогие!