1.4 Геномные технологии в биологии и медицине

Геномными технологиями называют новые методы, технологии и инструменты, используемые для изучения генома и манипулирования им.

Возможности использования геномных технологий в биологии и медицине:

1.Идентификация гена для дифференциального диагноза

2.Понимание путей возникновения патогенеза заболеваний

3.Предсказание ответа на лечение. Фармакогеномика

4.Понимание ген-генных взаимодействий и взаимодействий ген- среда

5.Генотерапия

6.Персонализованная медицина

7.Предиктивная медицина

8.Установление биологического родства

9.Развитие новых диагностических технологий

Генная терапия − это совокупность биомедицинских технологий лечения дефектов генов с помощью введения в организм генетических конструкций, способных восстановить или заменить дефектный ген, экспрессировать полноценный генный продукт или блокировать работу мутантных и чужеродных генов. Цель генной терапии – устранить причину заболевания, то есть генетический дефект [6, c. 30].

Генная инженерия, или технология рекомбинантных ДНК, изменение с помощью биохимических и генетических методик хромосомного материала – основного наследственного вещества клеток.

• Фетальная генотерапия, при которой чужеродную ДНК вводят в зиготу или эмбрион на ранней стадии развития;

• Соматическая генотерапия, при которой генетический материал вводят только в соматические клетки и он не передается половым клеткам;

• Активация собственных генов организма с целью полного или частичного преодоления действия мутантного гена;

• Генная терапия ex vivo, когда копию терапевтического гена встраивают в вирусную ДНК и вводят его в пациента [6, c. 49].

Глава 2. Белки

2.1 Методы изучения строения и функции белков.

1. Полный гидролиз либо в щелочной, либо в кислой среде. Продукты гидролиза разделяются методом ионообменной хроматографии (на колонке) с сульфолированным полистиролом. Фракцинирование аминокислоты: с помощью нингидрона по окраске определяют количество аминокислоты. Затем вымывают и фотометрически определяют каждую аминокислоту. Таким образом можно определить легкие аминокислоты (отпечатки пальцев). Если белков малое количество 10-9, то используют реактив- флуорескамин.

2. Гель-проникающая хроматография (гель-фильтрация) позволяет разделять белки по величине и форме молекул. Разделение проводят в хроматографических колонках, заполненных сферическими частицами набухшего геля (размером 10-500 мкм) из полимерных материалов.

Частицы геля проницаемы благодаря внутренним каналам, которые характеризуются определенным средним диаметром. Смесь белков вносят в колонку с гелем и элюируют буферным раствором. Белковые молекулы, не способные проникать в гранулы геля, будут перемещаться с высокой скоростью. Средние и небольшие белки будут в той или иной степени удерживаться гранулами геля. На выходе колонки элюат собирают в виде отдельных фракций. Объем выхода того или иного белка зависит в основном от его молекулярной массы.

3. Диализ используют для отделения низкомолекулярных примесей или замены состава среды. Метод основан на том, что молекулы белка из-за своих размеров не могут проходить через полупроницаемые мембраны, в то время как низкомолекулярные вещества равномерно распределяются между объемом, ограниченным мембраной, и окружающим раствором. После многократной замены внешнего раствора состав среды в диализном мешочке (концентрация солей, величина pH и др.) будет тот же, что и в окружающем растворе.

4. Электрофоретическое разделение белков

Метод основан на том, что молекулы белка обладают электрическим зарядом, величина и знак которого определяются аминокислотным составом белка, pH и ионной силой окружающей среды. Под влиянием внешнего электрического поля заряженные молекулы передвигаются в растворе к противоположно заряженному полюсу. Скорость перемещения белковых частиц пропорциональна величине их заряда и обратно пропорциональна размеру частиц и степени их гидратации.

5. Иммуноферментный анализ (ИФА) — один из видов иммунохимического анализа. Он основан на высокоспецифической иммунологической реакции антигена (АГ) с соответствующим антителом (АТ) с образованием иммунного комплекса. При этом один из компонентов конъюгирован с ферментом. В результате реакции фермента с хромогенным субстратом образуется окрашенный продукт, количество которого можно определить спектрофотометрически [10, c. 153].