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基因診斷技術主要包括什麼

發布時間:2023-01-07 13:46:57

1. 基因診斷有哪些技術

基因診斷又稱DNA診斷或分子診斷,通過分子生物學和分子遺傳學的技術,直接檢測出分子結構水平和表達水平是否異常,從而對疾病做出判斷
常用技術
綜述
當細胞的基因組DNA用特定的內切酶如Eco RⅠ切割時, 基因診斷凡有GAATTC的地方都被切開,得到許多長度一定但互不相等的片段,需要分析、分離的基因或DNA片段就在其中某一特定的的片段上。 然而許多長短不同的DNA片段混合在一起是很難分析的。因此首先必需將它們按大小(長短)分離開來,這可藉助凝膠電泳來完成。在電泳時,分子量愈小的片段的遷移愈快,愈大的片段愈慢。因此,在電泳結束時可以獲得一個由大到小連續的帶譜(smear),而由許多細胞基因組得來的某一特定片段,因其長度相同將處於同一位置,有利於檢出。但凝膠易碎且操作不便。英國科學家Southern首創印跡法克服了上述困難。
Southern印跡法
Southernblot的基本原理是:硝酸纖維膜或尼龍濾膜對單鏈DNA的吸附能力很強,當電泳後凝膠經過DNA變性處理,覆以上述濾膜,再於其上方壓上多層乾燥的吸水紙,藉助它對深鹽溶液的上吸作用,凝膠上的單鏈DNA將轉移到濾膜上。轉移是原位的,即DNA片段的位置保持不變。轉移結束後,經過80℃烘烤的DNA,將原位地固定於膜上。 當含有特定基因片段已原位轉移到膜上後,即可與同位素標記了的探針進行雜交,並將雜交的信號顯示出來。雜交通常在塑料袋中進行,袋內放置上述雜交濾膜,加入含有變性後探針的雜交溶液後,在一定溫度下讓單鏈探針DNA與固定於膜上的單鏈基因DNA分子按鹼基到互補原理充分結合。結合是特異的,例如只有β珠蛋白基因DNA才能結合上β珠蛋白的探針。雜交後,洗去膜上的未組合的探針,將Ⅹ線膠片覆於膜上,在暗盒中日光進行放射自顯影。結合了同位素標記探針的DNA片段所在部位將顯示黑色的雜交帶,基因的缺失或突變則可能導致帶的缺失或位置改變。 分子雜交是基因探測的基礎,除了用印跡雜交外,還有斑點雜交法。即將DNA樣品變性後直接點在硝酸纖維濾膜上,再與探針雜交,或者將細胞或病毒點在膜上,菌落或菌斑原位地吸附在膜上,經過變性處理,再進行雜交。斑點雜交多用於病原體基因,如微生物的基因,但也可用於檢查人類基因組中的DNA序列。
聚合酶鏈反應
近年來,基因分析和基因工程技術有了革命性的突破,這主要歸功於聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction,PCR)的發展和應用。應用PCR技術可以使特定的基因或DNA片段在短短的2-3小時內體外擴增數十萬至百萬倍。擴增的片段可以直接通過電泳觀察,也可用於進一步的分析。這樣,少量的單拷貝基因不需通過同位素提高其敏感性來觀察,而通過擴增至百萬倍後直接觀察到,而且原先需要一、二周才能作出的診斷可以縮短至數小時。 首先應按照欲檢測的DNA的5』和3』端的鹼基順序各合成一段長約17-20餘個鹼基的寡核苷酸作為引物(primer),其次是將待檢測的DNA變性後,加入四種單核苷酸(dNTP)、引物和耐熱聚合酶。在較低的溫度,引物將與待擴增的DNA鏈復性結合,然後的聚合酶的作用下,利用溶液中的核苷酸原料,不斷延伸合成新互補鏈,這樣,一條DNA雙鏈就變成了兩條雙鏈。若繼續按照變性(92-95℃)→復性(40-60℃)→引物延伸(65-72℃)的順序循環20至40個周期,就可以得到大量的DNA片段。理論上循環20周期可使DNA擴增2n,即100餘萬倍。PCR反應特異性強,靈敏度高,極微量的DNA即可作為擴增的模板得到大量的擴增片段。毛發、血痕,甚至單個細胞的DNA即可供PCR擴增之用。因此它用於病原體DNA的檢查、腫瘤殘留細胞的檢出、罪犯或個體遺傳物質的鑒定以及遺傳病的基因診斷等。 已可對一系列的遺傳病進行PCR診斷。如果疾病是由基因缺失引起的(如α地貧),則在缺失兩端設計一對引物進行擴增,就不會得到擴增產物或只能得到縮短了的擴增產物。如果疾病是由點突變引起的,而突變的位置和性質已知,則在設計引物時使之包括突變部位,由於突變後的鹼基不配對,結果無擴增片段;或者在引物設計時於其3』端設計一個錯誤的核苷酸,使之與突變了的核苷酸配對,其結果是正常引物不能擴增,而用錯誤的引物能擴增,從而可對突變的存在作出判斷。 PCR技術目前有許多新的發展,用途日益擴大。例如,可用RNA為模板經過逆轉錄再行擴增的RT-PCR;改變兩引物濃度,使其相差100倍,結果得到大量單鏈產物,稱為不對稱PCR,其單鏈產物可用於序列分析;在一個反應中加入多對引物同時檢測多個部位的多重PCR等等。
擴增片段長度
多態性小衛星DNA和微衛星DNA的長度多態性可以通過PCR擴增後電泳來檢出,並用於致病基因的連鎖分析,這種診斷方法稱為擴增片段長度多態性(amplified fragment length polymorphism,Amp-FLP)連鎖分析法。PCR擴增後,產物即等位片段之間的差別有時只有幾個核苷酸,故需用聚丙烯醯胺凝膠電泳分離鑒定。此法多用於突變性質不明的連鎖分析。
等位基因的特異
寡核苷酸探針診斷法當基因的突變部位和性質已完全明了時,可以合成等基因特異的寡核苷酸探針(allele-specific oligonucleotide,ASO)用同位素或非同位素標記進行診斷。探針通常為長20bp左右的核苷酸。用於探測點突變時一般需要合成兩種探針,一種與正常基因序列完全一致,能與之穩定地雜交,但不能與突變基因序列雜交;另一種與突變基因序列一致,能與突變基因序列穩定雜交,但不能與正常基因序列穩定雜交,這樣,就可以把只有一個鹼基發生了突變的基因區別開來。 PCR可結合ASO,即PCR-ASO技術,即先將含有突變點的基因有關片段進行體外擴增,然後再與ASO探針作點雜交,這樣大大簡化了方法,節約了時間,而且只要極少量的基因組DNA就可進行。
單鏈構象多態性診斷法
單鏈構象多態性(signlestrand conformation polymorphism,SSCP)是指單鏈DNA由於鹼基序列的不同可引起構象差異,這種差異將造成相同或相近長度的單鏈DNA電泳遷移率不同,從而可用於DNA中單個鹼基的替代、微小的缺失或手稿的檢測。用SSCP法檢查基因突變時,通常在疑有突變的DNA片段附近設計一對引物進行PCR擴增,然後將擴增物用甲醯胺等變性,並在聚丙烯醯胺凝膠中電泳,突變所引起的DNA構象差異將表現為電泳帶位置的差異,從而可據之作出診斷。 PCR-SSCP法具有能快速、靈敏地檢測有無點突變或多態性的優點,但如欲闡明突變的鹼基性質,則需作序列分析。

2. 基因檢測有什麼用途主要檢測哪些內容


對於健康人群做基因檢測可以起到以下作用:
1、了解自身以及配偶是否具有相同的家族性疾病的致病基因攜帶,優生優育。
基因檢測可以檢測近7000種先天單基因遺傳病的致病基因攜帶,此外研究表明10%~15%的癌症與遺傳有關,糖尿病、心腦血管疾病、阿茲海默症等多種疾病也都與遺傳因素有關。盡早進行基因檢測不僅可以了解自身先天隱患,還能提前了解自己與配偶間是否存在生育風險及時進行規避,避免患兒出生,助力優生優育。
2、正確選擇葯物,避免濫用葯物和葯物不良反應。
由於個體遺傳基因上的差異,不同的人對葯物的代謝速度、毒副反應風險有所差別。根據基因檢測結果,醫生可以個性化調整用葯治療方案,避免一步步試葯的生理經濟雙重負擔。

基因檢測是一種實驗室微生物檢測技術,可以通過組織,血液,唾液,其他體液,或細胞對DNA進行檢測。基因檢測是在疾病的臨床症狀未發生之前進行的早期診斷,為臨床疾病尤其是致死性的疾病的預防和治療提供了有利的條件。目前應用最廣泛的基因檢測是新生兒遺傳性疾病檢測,遺傳疾病的診斷和某些常見病的輔助診斷。基因檢測不同於常規體檢,可以診斷證明,也可以用於疾病風險預測。

我國國家食葯監總局批準的下游基因測序臨床應用分為四個類別,分別為遺傳病診斷、產前篩查與診斷、植入前胚胎遺傳學診斷以及腫瘤診斷與治療。

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3. 基因檢測包括哪些項目

1.生化檢測:通過化學手段,檢測血液、尿液、羊水或羊膜細胞樣本,檢查相關蛋白質或物質是否存在,確定是否存在基因缺陷。用於診斷某種基因缺陷,這種缺陷是因某種維持身體正常功能的蛋白質不均衡導致的,通常是檢測測試蛋白質含量。還可用於診斷苯丙酮尿症等。

2.染色體分析:染色體分析直接檢測染色體數目及結構的異常,而不是檢查某條染色體上某個基因的突變或異常。通常用來診斷胎兒的異常。

3.DNA分析:DNA分析主要用於識別單個基因異常引發的遺傳性疾病,如亨廷頓病等。DNA分析的細胞來自血液或胎兒細胞。

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基因檢測可以分為以下五類:

1.基因篩檢:主要是針對特定團體或全體人群進行檢測。大多數通過產前或新生兒的基因檢測以達到篩檢的目的。

2.生殖性基因檢測:在進行體外人工授精階段可運用,篩檢出胚胎是否帶有基因變異,避免胎兒患有遺傳性疾病。

3.診斷性檢測:多數用來協助臨床用葯指導。

4.基因攜帶檢測:基因攜帶者如果與某些特殊基因相結合,可能會導致下一代患基因疾病,通過基因攜帶者的檢測可篩檢出此種可能,作為基因攜帶者婚前檢查、生育時的參考。

5.症狀出現前的檢測:檢測目的是了解目前健康良好者是否帶有某種突變基因,而此基因與特定疾病的發生有密切的聯系。

4. 常用的基因診斷技術方法有哪些

基因直接診斷
直接檢查致病基因本身的異常。它通常使用基因本身或緊鄰的DNA序列作為探針,或通過PCR擴增產物,以探查基因無突變、缺失、退化等異常及其性質,這稱為直接基因診斷,它適用已知基因異常的疾病;
基因間接診斷
SSCP、AMP-FLP等技術均可用於連鎖分析。

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