spezielle fachgebiete
Diagnostische genetische Verfahren
Introduction
Die diagnostische genetische Verfahren werden laufend verbessert. Eine kleine DNA-Menge kann mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) vervielfältigt werden, wobei Millionen von Kopien eines Gens oder von Gensegmenten entstehen können. RNA kann durch die Kombination des Enzyms Reverse Transkriptase (RT) mit der herkömmlichen PCR amplifiziert werden. (Siehe auch Einführung in die Genetik .) Gensondenwerden verwendet, um bestimmte Segmente normaler oder mutierter DNA zu lokalisieren. Verschiedene Arten von Sonden können einen breiten Bereich von Größen der DNA-Sequenz untersuchen. Ein bekanntes DNA-Segment kann kloniert und dann Fluoreszenz-markiert werden (mit Hilfe von Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung [FISH]). Dieses Segment wird dann mit der DNA-Probe kombiniert. Die markierte DNA bindet an das komplementäre DNA-Segment und kann durch Messung der Art und Menge der Fluoreszenz nachgewiesen werden. Genproben können eine Anzahl von Störungen vor und nach der Geburt erkennen. DNA-Microarrayssind leistungsstarke Instrumente, mit denen DNA-Mutationen identifiziert werden können. Ein einziger Microarray kann mit nur einer Probe auf Millionen verschiedener DNA-Veränderungen testen. DNA-Mikroarrays können in genomweiten Assoziationsstudien (GWAS) eingesetzt werden, um Patienten- und Kontrollpopulationen zu vergleichen und DNA-Varianten zu identifizieren, die zum Krankheitsrisiko beitragen können. DieArray-vergleichende genomische Hybridisierung (aCGH)ist eine Art von Microarray, das heute routinemäßig eingesetzt wird, um gelöschte oder verdoppelte DNA-Sequenzbereiche in bestimmten Chromosomen genomweit zu identifizieren. Die DNA eines Patienten wird mit einem Bezugsgenom unter Verwendung vieler Oligonukleotidsonden verglichen. Durch die Array-vergleichende genomische Hybridisierung (aCGH) kann das gesamte Genom untersucht (abgefragt) werden. Next-Generation-Sequenzierungstechnologienhaben den Ansatz zur genetischen Diagnostik dramatisch verändert. Diese Technologie beinhaltet das Brechen des gesamten Genoms in kleine Segmente, das Sequenzieren der Segmente und dann das erneute Zusammensetzen der Sequenzen unter Verwendung von intensiven Computertechniken, um die Basen-zu-Basen-Sequenz des gesamten Genoms oder begrenzterer Regionen - wie dem exprimierten Teil des Genoms - bereitzustellen, bekannt als das Exom. Dieser Prozess hilft, einzelne oder mehrere Nukleotidvariationen sowie Bereiche der Insertion oder Deletion zu identifizieren. Die Kosten für diese Technologie sind dramatisch gesunken und fallen weiter. Die Ausrüstung und die Berechnungsmethoden werden ebenfalls weiter verbessert. Diese revolutionäre und sich schnell entwickelnde Technologie hat einen erheblichen Teil der technischen Aspekte der genetischen Diagnose in die Sequenzierung der nächsten Generation verschoben und ist zur Hauptstütze der genetischen Diagnose geworden. Das schiere Informationsvolumen, das durch die Sequenzierung des Exoms oder Genoms generiert wird, führt jedoch zu einer Vielzahl von Interpretationsproblemen, die das Verständnis der Ergebnisse erschweren. Trotz dieser Probleme scheinen diese Techniken die Technologie der Zukunft darzustellen. 