❶ 基因诊断的方法有哪几种
基因诊断(gene diagnosis)是以探测基因的存在,分析基因的类型和缺陷及其表达功能是否正常,从而达到诊断疾病的一种方法。它是继形态学、生物化学和免疫学诊断之后的第四代诊断技术,它的诞生与发展得益于分子生物学理论和技术的迅速发展。
常用基因诊断技术:
一、Southern印迹法(Southern blot)
基本原理是:硝酸纤维膜或尼龙滤膜对单链DNA的吸附能力很强,当电泳后凝胶经过DNA变性处理,覆以上述滤膜,再于其上方压上多层干燥的吸水纸,借助它对深盐溶液的上吸作用,凝胶上的单链DNA将转移到滤膜上。转移是原位的,即DNA片段的位置保持不变。转移结束后,经过80℃烘烤的DNA,将原位地固定于膜上。
当含有特定基因片段已原位转移到膜上后,即可与同位素标记了的探针进行杂交,并将杂交的信号显示出来。杂交通常在塑料袋中进行,袋内放置上述杂交滤膜,加入含有变性后探针的杂交溶液后,在一定温度下让单链探针DNA与固定于膜上的单链基因DNA分子按碱基到互补原理充分结合。结合是特异的,例如只有β珠蛋白基因DNA才能结合上β珠蛋白的探针。杂交后,洗去膜上的未组合的探针,将Ⅹ线胶片覆于膜上,在暗盒中日光进行放射自显影。结合了同位素标记探针的DNA片段所在部位将显示黑色的杂交带,基因的缺失或突变则可能导致带的缺失或位置改变。
二、聚合酶链反应
近年来,基因分析和基因工程技术有了革命性的突破,这主要归功于聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)的发展和应用。应用PCR技术可以使特定的基因或DNA片段在短短的2-3小时内体外扩增数十万至百万倍。扩增的片段可以直接通过电泳观察,也可用于进一步的分析。这样,少量的单拷贝基因不需通过同位素提高其敏感性来观察,而通过扩增至百万倍后直接观察到,而且原先需要一、二周才能作出的诊断可以缩短至数小时。
三、扩增片段长度多态性
小卫星DNA和微卫星DNA的长度多态性可以通过PCR扩增后电泳来检出,并用于致病基因的连锁分析,这种诊断方法称为扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,Amp-FLP)连锁分析法。PCR扩增后,产物即等位片段之间的差别有时只有几个核苷酸,故需用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离鉴定。此法多用于突变性质不明的连锁分析.
四、等位基因的特异寡核苷酸探针诊断法
当基因的突变部位和性质已完全明了时,可以合成等基因特异的寡核苷酸探针(allele-specific oligonucleotide,ASO)用同位素或非同位素标记进行诊断。探针通常为长20bp左右的核苷酸。用于探测点突变时一般需要合成两种探针,与正常基因序列完全一致,能与之稳定地杂交,但不能与突变基因序列杂交;另一种与突变基因序列一致,能与突变基因序列稳定杂交,但不能与正常基因序列稳定杂交,这样,就可以把只有一个碱基发生了突变的基因区别开来.
PCR可结合ASO,即PCR-ASO技术,即先将含有突变点的基因有关片段进行体外扩增,然后再与ASO探针作点杂交,这样大大简化了方法,节约了时间,而且只要极少量的基因组DNA就可进行。
五、单链构象多态性诊断法
单链构象多态性(signle strand conformation polymorphism,SSCP)是指单链DNA由于碱基序列的不同可引起构象差异,这种差异将造成相同或相近长度的单链DNA电泳迁移率不同,从而可用于DNA中单个碱基的替代、微小的缺失或手稿的检测。用SSCP法检查基因突变时,通常在疑有突变的DNA片段附近设计一对引物进行PCR扩增,然后将扩增物用甲酰胺等变性,并在聚丙烯酰胺凝胶中电泳,突变所引起的DNA构象差异将表现为电泳带位置的差异,从而可据之作出诊断。
❷ 基因识别的识别方法
在基因的间接识别法(Extrinsic Approach)中,人们利用已知的mRNA或蛋白质序列为线索在DNA序列中搜寻所对应的片段。由给定的mRNA序列确定唯一的作为转录源的DNA序列;而由给定的蛋白质序列,也可以由密码子反转确定一族可能的DNA序列。因此,在线索的提示下搜寻工作相对较为容易,搜寻算法的关键在于提高效率,并能够容忍由于测序不完整或者不精确所带来的误差。BLAST是目前以此为目的最广泛使用的软件之一。
若DNA序列的某一片段与mRNA或蛋白质序列具有高度相似性,这说明该DNA片段极有可能是蛋白编码基因。但是,测定mRNA或蛋白质序列的成本高昂,而且在复杂的生物体中,任意确定的时刻往往只有一部分基因得到了表达。这意味着从任何单个细胞的mRNA和蛋白质上都只能获得一小部分基因的信息;要想得到更为完整的信息,不得不对成百上千个不同状态的细胞中的mRNA和蛋白质测序。这是相当困难的。比如,某些人类基因只在胚胎或胎儿时期才得到表达,对它们的研究就会受到道德因素的制约。
尽管有以上困难,对人类自身和一些常见的实验生物如老鼠和酵母菌,人们已经建立了大量转录和蛋白质序列的数据库。如RefSeq数据库,Ensembl数据库等等。但这些数据库既不完整,也含有相当数量的错误。 鉴于间接识别法的种种缺陷,仅仅由DNA序列信息预测蛋白质编码基因的从头计算法(Ab Initio Approach)就显得十分重要了。一般意义上基因具有两种类型的特征,一类特征是“信号”,由一些特殊的序列构成,通常预示着其周围存在着一个基因;另一类特征是“内容”,即蛋白质编码基因所具有的某些统计学特征。使用Ab Initio方法识别基因又称为基因预测。通常我们仍需借助实验证实预测的DNA片段是否具有生物学功能。
在原核生物中,基因往往具有特定且容易识别的启动子序列(信号),如Pribnow盒和转录因子。与此同时,构成蛋白质编码的序列构成一个连续的开放阅读框(内容),其长度约为数百个到数千个碱基对(依据该长度区间可以筛选合适的密码子)。除此之外,原核生物的蛋白质编码还具有其他一些容易判别的统计学的特征。这使得对原核生物的基因预测能达到相对较高的精度。
对真核生物(尤其是复杂的生物如人类)的基因预测则相当有挑战性。一方面,真核生物中的启动子和其他控制信号更为复杂,还未被很好的了解。两个被真核生物基因搜寻器识别到的讯号例子有CpG islands及poly(A) tail的结合点。
另一方面,由于真核生物所具有的splicing机制,基因中一个蛋白质编码序列被分为了若干段(外显子),中间由非编码序列连接(基因内区)。人类的一个普通蛋白质编码基因可能被分为了十几个外显子,其中每个外显子的长度少于200个碱基对,而某些外显子更可能只有二三十个碱基对长。因而蛋白质编码的一些统计学特征变得难于判别。
高级的基因识别算法常使用更加复杂的概率论模型,如隐马尔可夫模型。Glimmer是一个广泛应用的高级基因识别程序,它对原核生物基因的预测已非常精确,相比之下,对真核生物的预测则效果有限。GENSCAN计划是一个着名的例子。 由于多个物种的基因组序列已完全测出,使得比较基因组学得以发展,并产生了新的基因识别的方法。该方法基于如下原理:自然选择的力量使得基因和DNA序列上具有生物学功能的其他片段较其他部分有较慢的变异速率,在前者的变异更有可能对生物体的生存产生负面影响,因而难以得到保存。因此,通过比较相关的物种的DNA序列,我们能够取得预测基因的新线索。2003年,通过对若干种酵母基因组的比较,人类对原先的基因识别结果作了较大的修改;类似的方法也正在应用于人类的基因组研究,并可能在将来的若干年内取得成果。
❸ 基因检测方法
一般有三种基因检测方法:生化检测、染色体分析和DNA分析。
1.生化检测
生化检测是通过化学手段,检测血液、尿液、羊水或羊膜细胞样本,检查相关蛋白质或物质是否存在,确定是否存在基因缺陷。用于诊断某种基因缺陷,这种缺陷是因某种维持身体正常功能的蛋白质不均衡导致的,通常是检测测试蛋白质含量。还可用于诊断苯丙酮尿症等。
2.染色体分析
染色体分析直接检测染色体数目及结构的异常,而不是检查某条染色体上某个基因的突变或异常。通常用来诊断胎儿的异常。
常见的染色体异常是多一条染色体,检测用的细胞来自血液样本,若是胎儿,则通过羊膜穿刺或绒毛膜绒毛取样获得细胞。将之染色,让染色体凸显出来,然后用高倍显微镜观察是否有异常。
3.DNA分析
DNA分析主要用于识刖单个基因异常引发的遗传性疾病,如亨廷顿病等。DNA分析的细胞来自血液或胎儿细胞。
❹ 基因检测方法有哪些
基因是遗传的基本单元,携带有遗传信息的DNA或RNA序列,通过复制,把遗传信息传递给下一代,指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息,从而控制生物个体的性状表达。基因检测是通过血液、其他体液、或细胞对DNA进行检测的技术,是取被检测者外周静脉血或其他组织细胞,扩增其基因信息后,通过特定设备对被检测者细胞中的DNA分子信息作检测,分析它所含有的基因类型和基因缺陷及其表达功能是否正常的一种方法,从而使人们能了解自己的基因信息,明确病因或预知身体患某种疾病的风险。
基因检测可以诊断疾病,也可以用于疾病风险的预测。疾病诊断是用基因检测技术检测引起遗传性疾病的突变基因。应用最广泛的基因检测是新生儿遗传性疾病的检测、遗传疾病的诊断和某些常见病的辅助诊断。
一般有三种基因检测方法:生化检测、染色体分析和DNA分析。
1.生化检测
生化检测是通过化学手段,检测血液、尿液、羊水或羊膜细胞样本,检查相关蛋白质或物质是否存在,确定是否存在基因缺陷。用于诊断某种基因缺陷,这种缺陷是因某种维持身体正常功能的蛋白质不均衡导致的,通常是检测测试蛋白质含量。还可用于诊断苯丙酮尿症等。
2.染色体分析
染色体分析直接检测染色体数目及结构的异常,而不是检查某条染色体上某个基因的突变或异常。通常用来诊断胎儿的异常。
常见的染色体异常是多一条染色体,检测用的细胞来自血液样本,若是胎儿,则通过羊膜穿刺或绒毛膜绒毛取样获得细胞。将之染色,让染色体凸显出来,然后用高倍显微镜观察是否有异常。
3.DNA分析
DNA分析主要用于识别单个基因异常引发的遗传性疾病,如亨廷顿病等。DNA分析的细胞来自血液或胎儿细胞。
基因检测可以分为以下五类:
1.基因筛检
主要是针对特定团体或全体人群进行检测。大多数通过产前或新生儿的基因检测以达到筛检的目的。
2.生殖性基因检测
在进行体外人工授精阶段可运用,筛检出胚胎是否带有基因变异,避免胎儿患有遗传性疾病。
3.诊断性检测
多数用来协助临床用药指导。
4.基因携带检测
基因携带者如果与某些特殊基因相结合,可能会导致下一代患基因疾病,通过基因携带者的检测可筛检出此种可能,作为基因携带者婚前检查、生育时的参考。
5.症状出现前的检测
检测目的是了解健康良好者是否带有某种突变基因,而此基因与特定疾病的发生有密切的联系。
临床意义
1.用于疾病的诊断
如对结核杆菌感染的诊断,以前主要依靠痰、粪便或血液培养,整个检验流程需要在两周以上,采用基因诊断的方法,不仅敏感性大大提高,而且在短时间内就能得到结果。
2.了解自身是否有家族性疾病的致病基因,预测患病风险
资料证实10%~15%的癌症与遗传有关,糖尿病、心脑血管疾病等多种疾病都与遗传因素有关。如具有癌症或多基因遗传病(如老年痴呆、高血压、糖尿病等)的人可找出致病的遗传基因,就能够有针对性地调整生活方式,预防或者延缓疾病的发生。
3.正确选择药物,避免滥用药物和药物不良反应
由于个体遗传基因上的差异,不同的人对外来物质产生的反应也会有所不同,因此部分患者使用正常剂量的药物时,可能会出现药物过敏、红肿发疹的现象。根据基因检测的结果,可制定特定的治疗方案,从而科学地指导使用药物,避免药物毒副反应。
❺ 常用的基因诊断技术方法有哪些
基因直接诊断
直接检查致病基因本身的异常。它通常使用基因本身或紧邻的DNA序列作为探针,或通过PCR扩增产物,以探查基因无突变、缺失、退化等异常及其性质,这称为直接基因诊断,它适用已知基因异常的疾病;
基因间接诊断
SSCP、AMP-FLP等技术均可用于连锁分析。
❻ 生物上基因诊断的步骤是什么
1、核酸杂交:酸杂交是从核酸分子混合液中检测特定大小的核酸分子的传统方法。其原理是核酸变性和复性理论。即双链的核酸分子在某些理化因素作用下双链解开,而在条件恢复后又可依碱基配对规律形成双边结构。杂交通常在一支持膜上进行,因此又称为核酸印迹杂交。根据检测样品的不同又被分为DNA印迹交(Southern blot hybridization )和RNA印迹杂交(Northern blot hybridization)。其基本过程包括下列几个步骤。
(1)制备样品:首先需要从待检测组织样品提取DNA或RNA。DNA应先用限制性内切酶消化以产生特定长度的片段,然后通过凝胶电泳将消化产物按分子大小进行分离。一般来说DNA分子有其独特的限制性内切酶图谱,所以经酶切消化和电泳分离后可在凝胶上形成特定的区带。再将含有DNA片段的凝胶进行变性处理后,直接转印到支持膜上并使其牢固结合。这样等检测片段在凝胶上的位置就直接反映在了转印在膜上。RNA样品则可直接在变性条件下电泳分离,然后转印并交联固定。
(2)制备探针:探针是指一段能和待检测核酸分子依碱基配对原则而结合的核酸片段。它可以是一段DNA、RNA或合成的寡核苷酸。在核酸杂交实验中,探针需要被标记上可直接检测的元素或分子。这样,通过检疫与恩印膜上的核酸分子结合上的探针分子,既可知道被检测的核酸片段在膜上的位置,也就是在电泳凝胶上的位置,也就知道了它的分子大小。
(3)杂交:首先要进行预杂交,即用非特异的核酸溶液封闭膜上的非特异性结合位点。由于转印在膜上的核酸分子已经是变性的分子,所以杂交过程中只需变性标记好的探针,再让探针与膜在特定的温度下反应,然后洗去未结合的探针分子即可。
(4)检测:检测的方法依标记探针的方法而异。用放射性同位素标记的探针需要用放射自显影来检测其在膜上的位置;而如果是用生物素等非同位素方法标记的探针则需要用相应的免疫组织化学的方法进行检测。
❼ 请问什么是基因诊断基因诊断有什么方式
基因诊断(gene diagnosis)又称DNA诊断,是利用DNA重组技术,直接从DNA水平来检测人类疾病的新的诊断手段。人体基因组的类型早在受精卵开始时就已形成,因此在人体发育的任何时期,只要获得受检者的基因DNA,应用恰当的DNA分析技术,便能鉴定出缺陷的基因。例如α-地中海贫血的Bart's综合症是由于编码α-珠蛋白的α1和α2基因缺失引起的,应用聚合酶链式反应-等位基因寡核苷酸(PCR-ASO)技术,可以判断是否患有该病;镰刀型细胞贫血症患者珠蛋白Bs基因第6个密码子突变,可以应用限制酶MstII识别法予以诊断;通过限制性片段长度多态(RFLP)的连锁分析,可推测一个家庭成员和胎儿是否携带有遗传病,这一技术已成功应用于地中海贫血病、苯丙酮尿症等多种遗传病的基因诊断。
同时,DNA诊断技术也被扩大用于传染性疾病的检测和诊断;只要找出传染病原的特异性DNA,制成试剂与患者体液反应,如呈阳性便表明患者已感染有该病菌。目前已有结核杆菌、淋球菌、丙型肝炎、人类免疫缺陷病毒、肠道病毒、肺炎支原体等几十种疾病可采用此技术进行诊断,并正在推出可检测几百种疾病的基因(DNA)芯片,将使检测诊断的规模得到飞跃扩展,这将是人类基因组草图完成后最直接最大的用途。
应用基因诊断还可以诊断出潜在的病原感染者,为病人的早期对症治疗提供了可靠依据。例如家养宠物感染弓形虫病可导致孕妇习惯性流产、早产、死产、或畸胎,基因诊断可以很快查出病原感染者。基因诊断在某种程度上能够防止一些遗传病出现,减轻症状或得到及时医治。 例如产前诊断可用于早期胎儿的遗传病诊断,如果发现"症状"便可及早中止妊娠,从而达到优生的目的。
基因诊断具有高亲和性、高度精确性、高度敏感性和高度集成性的优点。首先,基因诊断可用于研究基因差异表达,对有组织和分化阶段特异性表达的基因进行检测;其次,基因诊断不仅可对某些疾病作出准确检测,还能对疾病的易感性、发病类型和阶段、感染性疾病以及疾病抗药性作出判断;最后,基因诊断还可快速检测不易在体外培养(如爱滋病病毒、各种肝炎病毒等)和不能在实验室安全培养的病原体,并可采用DNA长度片段多态性分析,对病原体进行基因分型。
遗传病基因诊断大致可分为结构分析和功能分析两类:
①结构分析 包括染色体异常检测和DNA异常检测,前者如唐氏综合病,后者如地中海贫血症;
②功能分析针对某一基因是否因突变而丧失功能的测定,所用的化学分析方法随着不同的基因而不同。过去产前诊断是抽取胎盘中的羊水进行分析,现在可以用PCR方法来对单个细胞进行DNA结构分析,诊断的效率更见提高了。基因诊断还可以用在试管婴儿的早期胚胎上,在胚胎植入母体前取少量细胞进行诊断,这种诊断可以避免终止妊娠带来的痛苦。
但由于疾病的病理生理的复杂性(基因的多功能性、多种功能相互作用等)及人类遗传的多样性(表型所反映的基因型往往是通过极其多样的环境基础和其它重要方式起作用的),目前大多只能以排除法对疾病进行诊断,例如对一种致命的遗传性神经系统错乱症--亨丁顿病,若基因检测结果为阴性,则可确诊为未患此病;或通过对某些有遗传病危险倾向的人的评估(如癌症、糖尿病、心脏病、高血压等),使其通过饮食或行为改变而预防或减少病情发生。
❽ 遗传病诊断有哪些方法和步骤
自从1985年PCR技术首次应用于遗传病基因诊断以来,已有近百种遗传病可用PCR 技术进行诊断和产前诊断,利用PCR技术诊断遗传病的途径有五个,①基因突变位点 的直接检出②筛查与遗传病③④有关的点突变③遗传多态性标记连锁分析间接诊断④ 利用cmRNA逆转录为cDNA进行分析或直接分析cmRNA.
传统的基因诊断技术主要是以基因探针技术为基础而建立的一些检测方法,包括 Southerninnouthern印迹杂交,RFLP为,它们可直接分析基因的缺失和重排,亦可利 用RFLP时行连锁分析,但由于这些技术操作繁琐,探针来源困难所需设剂昂贵,且要 用同抗素.完成一项诊断需要的时间亦较长,因此难于满足临床诊断的要求.限制了它 在临床上的应用.PCR技术是一种在体外的海促DNA合成技术,它能在短时间内将靶DNA 扩增百万倍,而且操用简便,省时,准确性也高,它不仅能直检突变基因,而且可与 其它技术结合,使其诊断的准确性几达100%.而且不同同位素操作.能最大限度的满足 临床诊断的需要.因而它已成为目前遗传病诊断的产前诊断的主要手段.
系谱分析
在遗传病诊断时进行系谱分析有助于区分单基因病和多基因病,以及属于哪一种遗传方式;有助于区分某些表型相似的遗传病以及由于遗传性而出现的不同遗传方式。进行系谱分析应注意下列问题:①系谱的系统性、完整性和可靠性。系谱分析时必须有一个系统完整和可靠的系谱,否则可以导致错误的结论。完整的系谱应有三代以上有关患者及家庭的情况。有关成员要逐个查询,特别是关键不可遗漏,死亡者(包括婴儿死亡)须查清死因,是否近亲婚配、有无死胎、流产史,并记录在系谱中。在家系调查过程中避免由于患儿或代诉人不合作或提供假情况,例如不愿提供重婚、非婚子女、同父异母、同母异父、养子养女等,以致错给系谱,必要时应对患者亲属进行实验室检查和其他辅助检查使诊断更加可靠。②分析显性遗传病时,应注意对已知有延迟显性的年轻患者,由于外显不全而呈现隔代遗传现象进,不可误认为是隐性遗传。③新的基因突变。有些遗传家系中除先证者外,家庭成员中找不到其他的患者,因而很困难从系谱中判断其遗传方式,更不可因患者在家系中是“散发的”而定为常染色体隐性遗传。如假肥大型肌营养不良是一种致死的X连锁隐性遗传病,约有1/3的病例为新的基因突变引起。④显性与隐性概念的相对性。同一遗传病可采用的观察指标不同而得出不同的遗传方式,从而导致发病风险的错误估计。如镰形细胞贫血症在临床水平,纯合子(HbSHbs)有严重的贫血,而杂合子(HbAHbs)在正常情况下无贫血,因此,这时突变基因(HbS)对HbA来说被认为是隐性的;然而,当杂合子的红细胞处于氧分压低的情况下,红细胞亦可形成镰刀状,所以在细胞数目水平,观察红细胞呈现镰刀状,此时Hbs对HbA来说是显性的。但从镰形细胞数目理解,来自杂合子的红细胞形成少量镰形细胞,其数目介于正常纯合子(HbAHbA)与突变基因纯合子(HbSHbs)之间故呈不完全显性遗传。遗传方式不同,对后代复发风险估计也应不同。
此外,在系谱分析统计子女发病比值时应校正因统计带来的偏倚。
❾ 基因诊断是怎么搞的原理是什么呀
基因诊断是核酸分子杂交的方法。用基因工程的原理制备基因探针。基因探针一段带标记的、与待查基因或其邻近区段的核苷酸顺序互补的核酸片段。把基因探针和待查基因都变性成为单链,再彼此互补变性成为双链,这就是核酸分子杂交。由于待查基因事前已被限制酶切成一定长度的片段,所以,根据杂交片段长度的多态性,就可以分析待查基因是否突变。运用同样的方法,已有一大批重要的遗传病,如苯丙酮尿症、珠蛋白合成障碍性贫血、假肥大型肌营养不良、甲型血友病、乙型血友病、成年型多囊肾、慢性进行性舞蹈病等,建立了产前基因诊断和症状前基因诊断的方法。具体你要什么样的结果你还是在找找吧!有参考资料!