❶ 基因診斷的方法有哪幾種
基因診斷(gene diagnosis)是以探測基因的存在,分析基因的類型和缺陷及其表達功能是否正常,從而達到診斷疾病的一種方法。它是繼形態學、生物化學和免疫學診斷之後的第四代診斷技術,它的誕生與發展得益於分子生物學理論和技術的迅速發展。
常用基因診斷技術:
一、Southern印跡法(Southern blot)
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。
二、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。
三、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.
四、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,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。
五、單鏈構象多態性診斷法
單鏈構象多態性(signle strand 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。
❷ 基因識別的識別方法
在基因的間接識別法(Extrinsic Approach)中,人們利用已知的mRNA或蛋白質序列為線索在DNA序列中搜尋所對應的片段。由給定的mRNA序列確定唯一的作為轉錄源的DNA序列;而由給定的蛋白質序列,也可以由密碼子反轉確定一族可能的DNA序列。因此,在線索的提示下搜尋工作相對較為容易,搜尋演算法的關鍵在於提高效率,並能夠容忍由於測序不完整或者不精確所帶來的誤差。BLAST是目前以此為目的最廣泛使用的軟體之一。
若DNA序列的某一片段與mRNA或蛋白質序列具有高度相似性,這說明該DNA片段極有可能是蛋白編碼基因。但是,測定mRNA或蛋白質序列的成本高昂,而且在復雜的生物體中,任意確定的時刻往往只有一部分基因得到了表達。這意味著從任何單個細胞的mRNA和蛋白質上都只能獲得一小部分基因的信息;要想得到更為完整的信息,不得不對成百上千個不同狀態的細胞中的mRNA和蛋白質測序。這是相當困難的。比如,某些人類基因只在胚胎或胎兒時期才得到表達,對它們的研究就會受到道德因素的制約。
盡管有以上困難,對人類自身和一些常見的實驗生物如老鼠和酵母菌,人們已經建立了大量轉錄和蛋白質序列的資料庫。如RefSeq資料庫,Ensembl資料庫等等。但這些資料庫既不完整,也含有相當數量的錯誤。 鑒於間接識別法的種種缺陷,僅僅由DNA序列信息預測蛋白質編碼基因的從頭計演算法(Ab Initio Approach)就顯得十分重要了。一般意義上基因具有兩種類型的特徵,一類特徵是「信號」,由一些特殊的序列構成,通常預示著其周圍存在著一個基因;另一類特徵是「內容」,即蛋白質編碼基因所具有的某些統計學特徵。使用Ab Initio方法識別基因又稱為基因預測。通常我們仍需藉助實驗證實預測的DNA片段是否具有生物學功能。
在原核生物中,基因往往具有特定且容易識別的啟動子序列(信號),如Pribnow盒和轉錄因子。與此同時,構成蛋白質編碼的序列構成一個連續的開放閱讀框(內容),其長度約為數百個到數千個鹼基對(依據該長度區間可以篩選合適的密碼子)。除此之外,原核生物的蛋白質編碼還具有其他一些容易判別的統計學的特徵。這使得對原核生物的基因預測能達到相對較高的精度。
對真核生物(尤其是復雜的生物如人類)的基因預測則相當有挑戰性。一方面,真核生物中的啟動子和其他控制信號更為復雜,還未被很好的了解。兩個被真核生物基因搜尋器識別到的訊號例子有CpG islands及poly(A) tail的結合點。
另一方面,由於真核生物所具有的splicing機制,基因中一個蛋白質編碼序列被分為了若干段(外顯子),中間由非編碼序列連接(基因內區)。人類的一個普通蛋白質編碼基因可能被分為了十幾個外顯子,其中每個外顯子的長度少於200個鹼基對,而某些外顯子更可能只有二三十個鹼基對長。因而蛋白質編碼的一些統計學特徵變得難於判別。
高級的基因識別演算法常使用更加復雜的概率論模型,如隱馬爾可夫模型。Glimmer是一個廣泛應用的高級基因識別程序,它對原核生物基因的預測已非常精確,相比之下,對真核生物的預測則效果有限。GENSCAN計劃是一個著名的例子。 由於多個物種的基因組序列已完全測出,使得比較基因組學得以發展,並產生了新的基因識別的方法。該方法基於如下原理:自然選擇的力量使得基因和DNA序列上具有生物學功能的其他片段較其他部分有較慢的變異速率,在前者的變異更有可能對生物體的生存產生負面影響,因而難以得到保存。因此,通過比較相關的物種的DNA序列,我們能夠取得預測基因的新線索。2003年,通過對若干種酵母基因組的比較,人類對原先的基因識別結果作了較大的修改;類似的方法也正在應用於人類的基因組研究,並可能在將來的若干年內取得成果。
❸ 基因檢測方法
一般有三種基因檢測方法:生化檢測、染色體分析和DNA分析。
1.生化檢測
生化檢測是通過化學手段,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。
常見的染色體異常是多一條染色體,檢測用的細胞來自血液樣本,若是胎兒,則通過羊膜穿刺或絨毛膜絨毛取樣獲得細胞。將之染色,讓染色體凸顯出來,然後用高倍顯微鏡觀察是否有異常。
3.DNA分析
DNA分析主要用於識刖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。
❹ 基因檢測方法有哪些
基因是遺傳的基本單元,攜帶有遺傳信息的DNA或RNA序列,通過復制,把遺傳信息傳遞給下一代,指導蛋白質的合成來表達自己所攜帶的遺傳信息,從而控制生物個體的性狀表達。基因檢測是通過血液、其他體液、或細胞對DNA進行檢測的技術,是取被檢測者外周靜脈血或其他組織細胞,擴增其基因信息後,通過特定設備對被檢測者細胞中的DNA分子信息作檢測,分析它所含有的基因類型和基因缺陷及其表達功能是否正常的一種方法,從而使人們能了解自己的基因信息,明確病因或預知身體患某種疾病的風險。
基因檢測可以診斷疾病,也可以用於疾病風險的預測。疾病診斷是用基因檢測技術檢測引起遺傳性疾病的突變基因。應用最廣泛的基因檢測是新生兒遺傳性疾病的檢測、遺傳疾病的診斷和某些常見病的輔助診斷。
一般有三種基因檢測方法:生化檢測、染色體分析和DNA分析。
1.生化檢測
生化檢測是通過化學手段,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。
常見的染色體異常是多一條染色體,檢測用的細胞來自血液樣本,若是胎兒,則通過羊膜穿刺或絨毛膜絨毛取樣獲得細胞。將之染色,讓染色體凸顯出來,然後用高倍顯微鏡觀察是否有異常。
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。
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。
臨床意義
1.用於疾病的診斷
如對結核桿菌感染的診斷,以前主要依靠痰、糞便或血液培養,整個檢驗流程需要在兩周以上,採用基因診斷的方法,不僅敏感性大大提高,而且在短時間內就能得到結果。
2.了解自身是否有家族性疾病的致病基因,預測患病風險
資料證實10%~15%的癌症與遺傳有關,糖尿病、心腦血管疾病等多種疾病都與遺傳因素有關。如具有癌症或多基因遺傳病(如老年痴呆、高血壓、糖尿病等)的人可找出致病的遺傳基因,就能夠有針對性地調整生活方式,預防或者延緩疾病的發生。
3.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,不同的人對外來物質產生的反應也會有所不同,因此部分患者使用正常劑量的葯物時,可能會出現葯物過敏、紅腫發疹的現象。根據基因檢測的結果,可制定特定的治療方案,從而科學地指導使用葯物,避免葯物毒副反應。
❺ 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。
❻ 生物上基因診斷的步驟是什麼
1、核酸雜交:酸雜交是從核酸分子混合液中檢測特定大小的核酸分子的傳統方法。其原理是核酸變性和復性理論。即雙鏈的核酸分子在某些理化因素作用下雙鏈解開,而在條件恢復後又可依鹼基配對規律形成雙邊結構。雜交通常在一支持膜上進行,因此又稱為核酸印跡雜交。根據檢測樣品的不同又被分為DNA印跡交(Southern blot hybridization )和RNA印跡雜交(Northern blot hybridization)。其基本過程包括下列幾個步驟。
(1)制備樣品:首先需要從待檢測組織樣品提取DNA或RNA。DNA應先用限制性內切酶消化以產生特定長度的片段,然後通過凝膠電泳將消化產物按分子大小進行分離。一般來說DNA分子有其獨特的限制性內切酶圖譜,所以經酶切消化和電泳分離後可在凝膠上形成特定的區帶。再將含有DNA片段的凝膠進行變性處理後,直接轉印到支持膜上並使其牢固結合。這樣等檢測片段在凝膠上的位置就直接反映在了轉印在膜上。RNA樣品則可直接在變性條件下電泳分離,然後轉印並交聯固定。
(2)制備探針:探針是指一段能和待檢測核酸分子依鹼基配對原則而結合的核酸片段。它可以是一段DNA、RNA或合成的寡核苷酸。在核酸雜交實驗中,探針需要被標記上可直接檢測的元素或分子。這樣,通過檢疫與恩印膜上的核酸分子結合上的探針分子,既可知道被檢測的核酸片段在膜上的位置,也就是在電泳凝膠上的位置,也就知道了它的分子大小。
(3)雜交:首先要進行預雜交,即用非特異的核酸溶液封閉膜上的非特異性結合位點。由於轉印在膜上的核酸分子已經是變性的分子,所以雜交過程中只需變性標記好的探針,再讓探針與膜在特定的溫度下反應,然後洗去未結合的探針分子即可。
(4)檢測:檢測的方法依標記探針的方法而異。用放射性同位素標記的探針需要用放射自顯影來檢測其在膜上的位置;而如果是用生物素等非同位素方法標記的探針則需要用相應的免疫組織化學的方法進行檢測。
❼ 請問什麼是基因診斷基因診斷有什麼方式
基因診斷(gene diagnosis)又稱DNA診斷,是利用DNA重組技術,直接從DNA水平來檢測人類疾病的新的診斷手段。人體基因組的類型早在受精卵開始時就已形成,因此在人體發育的任何時期,只要獲得受檢者的基因DNA,應用恰當的DNA分析技術,便能鑒定出缺陷的基因。例如α-地中海貧血的Bart's綜合症是由於編碼α-珠蛋白的α1和α2基因缺失引起的,應用聚合酶鏈式反應-等位基因寡核苷酸(PCR-ASO)技術,可以判斷是否患有該病;鐮刀型細胞貧血症患者珠蛋白Bs基因第6個密碼子突變,可以應用限制酶MstII識別法予以診斷;通過限制性片段長度多態(RFLP)的連鎖分析,可推測一個家庭成員和胎兒是否攜帶有遺傳病,這一技術已成功應用於地中海貧血病、苯丙酮尿症等多種遺傳病的基因診斷。
同時,DNA診斷技術也被擴大用於傳染性疾病的檢測和診斷;只要找出傳染病原的特異性DNA,製成試劑與患者體液反應,如呈陽性便表明患者已感染有該病菌。目前已有結核桿菌、淋球菌、丙型肝炎、人類免疫缺陷病毒、腸道病毒、肺炎支原體等幾十種疾病可採用此技術進行診斷,並正在推出可檢測幾百種疾病的基因(DNA)晶元,將使檢測診斷的規模得到飛躍擴展,這將是人類基因組草圖完成後最直接最大的用途。
應用基因診斷還可以診斷出潛在的病原感染者,為病人的早期對症治療提供了可靠依據。例如家養寵物感染弓形蟲病可導致孕婦習慣性流產、早產、死產、或畸胎,基因診斷可以很快查出病原感染者。基因診斷在某種程度上能夠防止一些遺傳病出現,減輕症狀或得到及時醫治。 例如產前診斷可用於早期胎兒的遺傳病診斷,如果發現"症狀"便可及早中止妊娠,從而達到優生的目的。
基因診斷具有高親和性、高度精確性、高度敏感性和高度集成性的優點。首先,基因診斷可用於研究基因差異表達,對有組織和分化階段特異性表達的基因進行檢測;其次,基因診斷不僅可對某些疾病作出准確檢測,還能對疾病的易感性、發病類型和階段、感染性疾病以及疾病抗葯性作出判斷;最後,基因診斷還可快速檢測不易在體外培養(如愛滋病病毒、各種肝炎病毒等)和不能在實驗室安全培養的病原體,並可採用DNA長度片段多態性分析,對病原體進行基因分型。
遺傳病基因診斷大致可分為結構分析和功能分析兩類:
①結構分析 包括染色體異常檢測和DNA異常檢測,前者如唐氏綜合病,後者如地中海貧血症;
②功能分析針對某一基因是否因突變而喪失功能的測定,所用的化學分析方法隨著不同的基因而不同。過去產前診斷是抽取胎盤中的羊水進行分析,現在可以用PCR方法來對單個細胞進行DNA結構分析,診斷的效率更見提高了。基因診斷還可以用在試管嬰兒的早期胚胎上,在胚胎植入母體前取少量細胞進行診斷,這種診斷可以避免終止妊娠帶來的痛苦。
但由於疾病的病理生理的復雜性(基因的多功能性、多種功能相互作用等)及人類遺傳的多樣性(表型所反映的基因型往往是通過極其多樣的環境基礎和其它重要方式起作用的),目前大多隻能以排除法對疾病進行診斷,例如對一種致命的遺傳性神經系統錯亂症--亨丁頓病,若基因檢測結果為陰性,則可確診為未患此病;或通過對某些有遺傳病危險傾向的人的評估(如癌症、糖尿病、心臟病、高血壓等),使其通過飲食或行為改變而預防或減少病情發生。
❽ 遺傳病診斷有哪些方法和步驟
自從1985年PCR技術首次應用於遺傳病基因診斷以來,已有近百種遺傳病可用PCR 技術進行診斷和產前診斷,利用PCR技術診斷遺傳病的途徑有五個,①基因突變位點 的直接檢出②篩查與遺傳病③④有關的點突變③遺傳多態性標記連鎖分析間接診斷④ 利用cmRNA逆轉錄為cDNA進行分析或直接分析cmRNA.
傳統的基因診斷技術主要是以基因探針技術為基礎而建立的一些檢測方法,包括 Southerninnouthern印跡雜交,RFLP為,它們可直接分析基因的缺失和重排,亦可利 用RFLP時行連鎖分析,但由於這些技術操作繁瑣,探針來源困難所需設劑昂貴,且要 用同抗素.完成一項診斷需要的時間亦較長,因此難於滿足臨床診斷的要求.限制了它 在臨床上的應用.PCR技術是一種在體外的海促DNA合成技術,它能在短時間內將靶DNA 擴增百萬倍,而且操用簡便,省時,准確性也高,它不僅能直檢突變基因,而且可與 其它技術結合,使其診斷的准確性幾達100%.而且不同同位素操作.能最大限度的滿足 臨床診斷的需要.因而它已成為目前遺傳病診斷的產前診斷的主要手段.
系譜分析
在遺傳病診斷時進行系譜分析有助於區分單基因病和多基因病,以及屬於哪一種遺傳方式;有助於區分某些表型相似的遺傳病以及由於遺傳性而出現的不同遺傳方式。進行系譜分析應注意下列問題:①系譜的系統性、完整性和可靠性。系譜分析時必須有一個系統完整和可靠的系譜,否則可以導致錯誤的結論。完整的系譜應有三代以上有關患者及家庭的情況。有關成員要逐個查詢,特別是關鍵不可遺漏,死亡者(包括嬰兒死亡)須查清死因,是否近親婚配、有無死胎、流產史,並記錄在系譜中。在家系調查過程中避免由於患兒或代訴人不合作或提供假情況,例如不願提供重婚、非婚子女、同父異母、同母異父、養子養女等,以致錯給系譜,必要時應對患者親屬進行實驗室檢查和其他輔助檢查使診斷更加可靠。②分析顯性遺傳病時,應注意對已知有延遲顯性的年輕患者,由於外顯不全而呈現隔代遺傳現象進,不可誤認為是隱性遺傳。③新的基因突變。有些遺傳家系中除先證者外,家庭成員中找不到其他的患者,因而很困難從系譜中判斷其遺傳方式,更不可因患者在家系中是「散發的」而定為常染色體隱性遺傳。如假肥大型肌營養不良是一種致死的X連鎖隱性遺傳病,約有1/3的病例為新的基因突變引起。④顯性與隱性概念的相對性。同一遺傳病可採用的觀察指標不同而得出不同的遺傳方式,從而導致發病風險的錯誤估計。如鐮形細胞貧血症在臨床水平,純合子(HbSHbs)有嚴重的貧血,而雜合子(HbAHbs)在正常情況下無貧血,因此,這時突變基因(HbS)對HbA來說被認為是隱性的;然而,當雜合子的紅細胞處於氧分壓低的情況下,紅細胞亦可形成鐮刀狀,所以在細胞數目水平,觀察紅細胞呈現鐮刀狀,此時Hbs對HbA來說是顯性的。但從鐮形細胞數目理解,來自雜合子的紅細胞形成少量鐮形細胞,其數目介於正常純合子(HbAHbA)與突變基因純合子(HbSHbs)之間故呈不完全顯性遺傳。遺傳方式不同,對後代復發風險估計也應不同。
此外,在系譜分析統計子女發病比值時應校正因統計帶來的偏倚。
❾ 基因診斷是怎麼搞的原理是什麼呀
基因診斷是核酸分子雜交的方法。用基因工程的原理制備基因探針。基因探針一段帶標記的、與待查基因或其鄰近區段的核苷酸順序互補的核酸片段。把基因探針和待查基因都變性成為單鏈,再彼此互補變性成為雙鏈,這就是核酸分子雜交。由於待查基因事前已被限制酶切成一定長度的片段,所以,根據雜交片段長度的多態性,就可以分析待查基因是否突變。運用同樣的方法,已有一大批重要的遺傳病,如苯丙酮尿症、珠蛋白合成障礙性貧血、假肥大型肌營養不良、甲型血友病、乙型血友病、成年型多囊腎、慢性進行性舞蹈病等,建立了產前基因診斷和症狀前基因診斷的方法。具體你要什麼樣的結果你還是在找找吧!有參考資料!