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基因动态突变检测方法简介

2010-10-11 18:43阅读:
有一位病友月儿希望我发一篇有关基因检测的介绍博文,希望其他病友也能了解这一过程。
三核苷酸重复疾病,是指致病基因内三核苷酸重复序列拷贝数不稳定地异常扩展而导致的一组遗传病。正常的重复序列在代间传递中也有一定的变化,但是不会超过正常范围,从而保持遗传的稳定性。而患者所携带的异常扩展序列在遗传给后代时有进一步扩展的趋势,称为动态突变。在遗传性共济失调中,致病基因出现这种突变的疾病包括:SCA1,SCA2,SCA3,SCA6,SCA7,SCA8,SCA12,SCA17,DRPLA,FRDA,此外遗传性舞蹈病的HD-1和HD-2,延脊肌萎缩症(SBMA)致病基因也是这种突变方式。
SCA3为例:
脊髓小脑共济失调3型(spinocerebellar ataxia 3, SCA3),又名Machado-Joseph病,致病基因定位于14号染色体长臂,整个基因包含48240个碱基对,包括
11个外显子,CAG三核苷酸重复序列位于第10个外显子内,正常重复次数为1240次,异常为5186次。
基因动态突变检测过程如下:
1. 从外周血提取DNA
抽取外周血后置于抗凝管,离心后会分3层,自上而下分别是血浆,白细胞和红细胞,DNA位于白细胞中。可采用酚/氯仿方法和试剂盒提取DNA
2. 根据目的序列合成引物
通过检索专业数据库查询SCA3基因序列,获取CAG三核苷酸重复片段两侧的序列,应用相关软件设计上下游引物(与目的序列可互补结合),合成引物。
3. 聚合酶链反应(PCR
双链模板DNA(样品)在高温作用下解链成单链;在低温条件下,引物与单链DNA相结合;然后在DNA聚合酶的作用下,以dNTP为原料,引物进行延伸;根据碱基互补配对原则合成与单链DNA互补的链,从而复制成同样的两个拷贝;该过程不断循环即可获得更多拷贝,如下图所示。
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4. 琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物

PCR产物加至琼脂糖凝胶上样孔中,在电压的作用下,由负极向正极泳动,从而使正常片段和扩展片段分开。下图中M为分子量标准,自下而上的片段大小分别是100bp250bp500bp750bp1000bp2000bp1-10为样本的PCR产物,正常片段为250bp左右,如图所示每个样本都有正常片段(下方的条带),而患者除了正常片段外,还有一条扩展片段(上方的条带),可见8号和9号为患者样本。
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5. 荧光毛细管电泳
毛细管电泳是一种基于测序仪将正常片段和扩展片段分开的方法,由于在PCR中掺入荧光染料,可显示不同颜色的荧光。下图中蓝色的峰为样本,红色的峰为分子量标准,根据红峰的片段大小可读出蓝峰的片段长度,通过预设的参数就可得到样本CAG三核苷酸重复的次数。如图所示左侧的蓝峰是正常片段,重复次数为27次;右侧的蓝峰扩展片段,次数为48次。
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6. 克隆测序(非必需)
从琼脂糖凝胶上将患者的正常片段和扩展片段分别切下来,回收后连接到质粒载体上,在大肠杆菌中进行扩增,提取质粒后再进行测序。由于克隆测序非常繁琐,我们只对位于正常和异常之间的重复次数的样本进行克隆测序,予以验证。图中箭头所示为重复序列的起始点和终止点,按照C-A-G逐个数出。如下图(实图更为清晰):图次数29次为正常片段,下图次数49次为扩展片段。 基因动态突变检测方法简介
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