Косвенная ДНК-диагностика. Техника и недостатки косвенной ДНК-диагностики
В качестве таких маркеров выступают участки ДНК, существующие в виде нескольких возможных аллельных вариантов и различающиеся у разных лиц по тем или иным структурным особенностям (например, по составу нуклеотидов или но числу копий динуклеотидпых СА-повторов). Благодаря вариабельности состава таких маркерных участков ДНК обычно бывает возможно дифференцировать материнское или отцовское происхождение конкретного варианта маркера при анализе ДПК обследуемого лица. Сцепление конкретного маркера с геном болезни означает, что данный маркер располагается в непосредственной близости от патологического гена, поэтому маркер и ген болезни после кроссинговера остаются в составе одного хромосомного сегмента и передаются потомству как единое целое.
Пример косвенной ДНК-диагностики аутосомно-доминантного заболевания показан на рисунке.
На первом этапе необходимо определить, какой из аллелей изучаемого маркера сцеплен с мутантным геном в данной семье у заведомо больных лиц (на рисунке 29 это отцовский аллель размером 210 и.о., поскольку именно он всегда обнаруживается у больных лиц II-2, II-З, III-1 и III-2 - дорожки 1, 3, 4 и 6). Дальнейший анализ наследования данного аллеля позволяет проследить передачу патологического участка отцовской хромосомы, содержащего мутантный ген. Так, на рисунке видно, что указанный 210-нуклеотидый аллель передался от больного П-3 (дорожка 6) его клинически здоровому сыну Ш-4, входящему в группу риска (дорожка 7); на основании этого делается вывод о том, что сын III-4 унаследовал от отца патологическую хромосому и является носителем мутантного гена (положительный результат косвенной ДНК-диагностики).
Напротив, сын III-3 (дорожка 5) унаследовал от больного отца II-2 (дорожка 4) другой аллель изучаемого маркера размером 206 п.о., расположенный на «здоровой» хромосоме и сцепленный с нормальным геном; следовательно, у пего результат ДНК-диагностики отрицательный (носительство мутантного гена отвергнуто).
Как видно из приведенной схемы, косвенная ДНК-диагностика обладает 3 основными недостатками:
1) Для ее проведения требуется анализ ДНК нескольких членов семьи, как правило, из 2-3 поколений; таким образом в неполных (неинформативных) семьях такая диагностика невозможна. Косвенная ДНК-диагностика может оказаться невозможной также в том случае когда отец и мать имеют одинаковые аллели маркера, что не позволяет дифференцировать генетическое происхождение родительских хромосом у детей (в этой ситуации говорят о неинформативности маркера).
2) Для проведения косвенной ДНК-диагностики у лиц из группы риска необходимо предварительно диагностировать заболевание хотя бы у одного индивидуума в родословной; таким образом косвенный подход неприменим для ДНК-диагностики единичных (спорадических) случаев заболевания.
3) При проведении косвенной ДНК-диагностики всегда существует вероятность ошибки, связанная с возможной рекомбинацией в мейозе между геном болезни и исследуемым маркером, в результате чего «патологический» маркерный аллель и ген болезни у потомка разойдутся по разным хромосомам. Величина такой ошибки прямо пропорциональна расстоянию между маркерным локусом и изучаемым геном: чем ближе они друг к другу на хромосоме (т.е. чем теснее сцеплены между собой), тем меньше вероятность их расхождения вследствие кроссинговера.
Для известных на сегодня генетических маркеров, используемых в косвенной ДНК-диагностике наследственных заболеваний, вероятность расхождения с геном болезни в мейозе (т.е вероятность ошибки) не превышает 1-5%; таким образом, точность косвенной ДНК-диагностики болезни составляет обычно > 95%.
