分子诊断技术简介

什么是分子诊断技术?

      分子诊断技术是指以DNA和RNA为诊断材料,用分子生物学技术通过检测基因的存在、缺陷或表达异常,从而对人体状态和疾病作出诊断的技术。其基本原理是检测DNA或RNA的结构是否变化、量的多少及表达功能是否异常,以确定受检者有无基因水平的异常变化,对疾病的预防、预测、诊断、治疗和预后具有重要意义

分子诊断技术的部分方法

1.核酸分子杂交技术
即基因探针技术。利用核酸的变性、复性和碱基互补配对的原理,用已知的探针序列检测样本中是否含有与之配对的核苷酸序列的技术。

2.PCR技术
PCR技术是一种特异扩增DNA的体外酶促反应,可以短时间扩增出两段已知序列之间的DNA,用于诊断、鉴定、制备探针及基因工程产品开发等,是一项及其有效和实用的技术。

3.基因多态性分析技术
在人群中,各个体基因的核苷酸序列会存在一定差异,称为基因多态性。基因多态性位点普遍存在于人的基因组中,并按孟德尔遗传方式遗传。如果在某个家庭中,某一致病基因与特定的多态性片段紧密连锁,就可以用这一多态性片段作为一种“遗传标记”来判断家庭成员或胎儿是否携带有致病基因

4.单链构象多态性分析(SSCP)技术
    SSCP是一种简便快速的检测DNA或cDNA突变的技术。其技术原理和过程是:将PCR扩增到的待测DNA或cDNA片段变性,成为单链DNA,在一定条件下,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳将单链DNA变性。由于单链DNA的空间构象与分子内碱基组成密切相关,一个碱基的差异即可形成不同的构象,不同构象的DNA在聚丙烯酰胺凝胶电泳中的泳动速率不同,形成的带型则不同,故能反映出单链DNA片段的多态性。

5.DNA测序技术
将待测DNA片段转变成一系列放射性核素标记的单链寡核苷酸,并使其一端为一固定的末端。另一端由于长度不同,成为一系列相差一个碱基的连续末端。在分别含有4种脱氧核酸的反应体系中,寡核苷酸分别终止于不同位置的A、T、G或C碱基。将4种反应体系的寡核苷酸产物,在变性聚丙烯酰胺凝胶电泳中上样于相邻的加样孔进行电泳分离。由于全部可能产生的不同大小寡聚核苷酸都存在于4种反应产物中,从放射自显影后的4种末端寡聚核苷酸梯子形图谱中,就可以直接读出DNA序列

6.DNA芯片技术
DNA芯片技术,实际上就是一种大规模集成的固相杂交,是指在固相支持物上原位合成(in situ synthesis)寡核苷酸或者直接将大量预先制备的DNA探针以显微打印的方式有序地固化于支持物表面,然后与标记的样品杂交。通过对杂交信号的检测分析,得出样品的遗传信息(基因序列及表达的信息)。由于常用计算机硅芯片作为固相支持物,所以称为DNA芯片。根据芯片的制备方式可以将其分为两大类:原位合成芯片和DNA微集阵列(DNA microarray)。芯片上固定的探针除了DNA,也可以是cDNA、寡核苷酸或来自基因组的基因片段,且这些探针固化于芯片上形成基因探针阵列。因此,DNA芯片又被称为基因芯片、 cDNA芯片、寡核苷酸阵列等。

7.荧光原位杂交染色体分析技术(FISH)
FISH是上世纪80年代中期发展起来并直到现在仍在不断改进、完善的技术。其基本过程是:首先制成染色体标本,和与所感兴趣的目的基因(或染色体片段)互补的探针,并在探针上标记荧光色素,当探针与染色体标本上的靶序列杂交后,利用荧光显微镜观察荧光信号从而获得染色体核型的信息。此技术具有灵敏度强、背景低、快速等优点,避免了使用稳定性差、暴光时间长、易污染环境的放射性核素,成为细胞遗传学与分子生物学之间沟通的桥梁。这项实用技术不仅可用于基因在染色体上的定位研究,而且可直接用于实验室诊断。例如,应用bcr-abl基因探针进行FISH染色体分析诊断慢性髓系白血病。
近年来FISH技术不断发展,产生了染色体原位抑制(CISS)技术、间期核FISH、引物原位标记或DNA合成(PRINS)技术等,并且发展出多色FISH和多重FISH技术广泛应用于染色体数目和结构畸变及断裂点检测,标志染色体的识别,多个不同基因的染色体定位,物理图谱的制作,基因缺失和扩增的检测等,在肿瘤细胞遗传学分析中发挥了重要作用。

 

 

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