Одна из основных целей современной медицинской генетики — охарактеризовать мутации, ведущие к генетической болезни, понять, как они влияют на здоровье, и использовать эту информацию для улучшения диагностики и лечения.
Прогресс в понимании молекулярной генетики связан с появлением технологий детального анализа нормальных и патологических генов, а также экспрессии тысяч генов в нормальном и патологическом состояниях. Благодаря этим методам стало возможным более глубокое понимание молекулярных процессов на всех уровнях, от гена до целого организма.
Молекулярные генетики сталкиваются с двумя фундаментальными препятствиями в исследованиях молекулярной основы наследственных болезней.
Первое препятствие — необходимость получения для анализа достаточных количеств интересующей последовательности ДНК или РНК. Каждая клетка обычно имеет только две копии гена, а некоторые гены могут транскрибироваться только в немногих тканях или только в малых количествах, формируя небольшое количество молекул мРНК.
Второе препятствие — необходимость отделения интересующей последовательности от других сегментов ДНК или молекул мРНК, присутствующих в клетке. Молекулярное клонирование и полимеразная цепная реакция (ПЦР) —технологические революции, решившие проблему получения ДНК или РНК для подробного анализа в достаточном количестве и нужной чистоты. Вместе с технологическими возможностями появился и собственный жаргон.
Молекулярное клонирование
Цель молекулярного клонирования — выделить для последующего анализа конкретный ген или другую ДНК-последовательность в больших количествах. При молекулярном клонировании интересующую последовательность ДНК вводят в клетку микроорганизма. Затем микроорганизм выращивают в культуре, где он воспроизводит вместе со своей собственной ДНК исследуемую ДНК-последовательность.
Поскольку каждый индивидуальный микроорганизм в колонии происходит от единственной исходной клетки и содержит тот же сегмент ДНК, он называется клоном, а весь процесс получения больших количеств интересующей последовательности ДНК назван молекулярным клонированием. Затем большие количества интересующей последовательности выделяют из клона в чистой форме для подробного молекулярного анализа.
