Как делают анализ днк

Содержание

Поиск родственников через тест ДНК. Часть 1 – Как ДНК может помочь узнать предков?

Как делают анализ днк

Я расскажу вам немного о пользе ДНК-тестирования при поиске родственников и своих корней, о стоимости данных тестов, как его заказать и отправить обратно, и о результатах, которые вы можете узнать. Постараюсь сделать это достаточно кратко и просто, настолько, насколько это нужно для понимания сути днк-тестирования при поиске своих родственников и информации о предках.

Зачем делать тест ДНК при генеалогических исследованиях

Что такое классические генеалогические исследования, основанные на документах (актовые записи ЗАГС, метрические книги, ревизские сказки, базы данных участников войн и т.д.) – это понятно. Это классика, это гарантированное подтверждение достоверности информации.

Но бывают ситуации, когда документов просто нет (пожар, война на территории архива) или когда человек банально не знает своих настоящих фамилии и места рождения (усыновление, например). Можно, конечно, искать везде и сразу, но это очень затруднительно и по времени и финансово, особенно если человек или предки перемещались территориально.

Вот тогда есть ещё один способ найти информацию о своих родственниках – это анализ ДНК.

Всем известно, что ДНК передаётся из поколения в поколение, но как это может нам помочь? Научно доказано, что все живущие на планете люди имеют одного общего предка по мужской линии и одного общего предка по женской линии, т.е.

всё человечество происходит от одного мужчины и одной женщины (генетические Адам и Ева, которые к библейским не имеют никакого отношения).

Постепенно из поколения в поколение в ДНК происходят необратимые мутации, которые «рождают» отдельные гаплогруппы (ветки ДНК), восходящие к общему предку и передаваемые всем потомкам, через которые можно проследить цепочку до самого давнего предка «Адама» с той самой корневой гаплогруппой. Вообще лучше на эту тему читать отдельную литературу, но смысл должен быть понятен – прослеживаемость родства сквозь поколения через ДНК-тестирование.

Для справки:
Генетические анализы и расчёты показали, что Y-хромосомный Адам – ближайший общий предок всех современных мужчин – жил в Африке около 100 тыс. лет назад. Тогда как митохондриальная Ева – ближайшая прародительница всех ныне живущих женщин – тоже жила в Африке, но около 150 тыс. лет назад. Более того, сам Y-хромосомный Адам является далёким правнуком митохондриальной Евы.

Как далеко можно проследить предков через тест ДНК?

Тесты ДНК можно разделить на 3 типа: аутосомный «общий» тест (au-DNA), мужская линия (y-DNA), женская линия (mt-DNA). Аутосомный тест – самый популярный. Он выявляет совпадение со всеми протестированными, с кем у вас будет общий предок примерно в 8 поколении.

Почему так неточно? Много нюансов, например в процентном соотношении четвероюродные браться на одном уровне генеалогического древа и троюродный родственник с разницей в два поколения с вами будут иметь примерно одинаковый процент совпадения части ДНК.

Всё зависит от возраста тестируемого, точнее от числа поколений до общего предка.

ДНК в теории делится примерно так:

  • в вас 100% Вашей ДНК и Длина молекулы ДНК — 7000 cM (Са̀нтимо́рган)
  • от мамы и папы у вас по половине их ДНК, а значит совпадение с каждым из них примерно по 50% — 3500cM
  • с дедушкой и бабушкой совпадение уже примерно по 25% — 1750cM
  • в 3 поколении с прадедушками и прабабушками уже только по 12,5% — 875cM
  • в 4 поколении – 6,25% — 440cM
  • в 5 поколении – 3,1% — 220cM
  • и далее меньше и меньше…

Это примерная схема в процентах, а ниже в единицах измерения — сМ.

Например, мой предок в 4 поколении, являющийся также общим предком в 4 поколении для того родственника, которого я нашёл, даёт совпадения между нами обоими в 85cM, а между мной и его отцом – 128cM.

Потому что те самые «расчётные» 6,25% до прапрадеда в 4 поколении «размывается» ДНК людей по другой родственной ветке, вот и получается уже 6,25% / 2 = 3,1 / 2 = 1,56 / 2 = 0,78% или расчётные 54,68cM.

Реально тест показывает у меня даже больше – 85cM.

Я об этом родственнике не знал, но когда появились ФИО на руках и его генеалогическое древо – сразу нашлись общие точки и стало понятно кто кому и кем приходится. Сайты с результатами тестов же выдают совпадения и 0,2% и 0,1%, так что родство может быть очень дальнее.

Тест мужской линии (Y-ДНК) и тест женской линии (mt-ДНК) интереснее, хотя менее популярны из-за своей дороговизны.

Дело всё в том, что по прямой мужской линии от деда к отцу, от отца к сыну передаётся неизменная часть ДНК, по которой можно определить общего предка хоть на интервале 100 лет, хоть 10000 лет.

Аналогично по женской линии от прабабушки к бабушке, от бабушки к матери, от матери к дочери, от дочери к детям любого пола (но на мальчике далее не передастся). Этот тест не покажет вам много совпаденцев в процентном соотношении, но покажет место в «цепочке ДНК».

Вы точно сможете понять, что ваш далёкий предок был из «финнов», например, даже если последние несколько поколений всегда жили в Украине или России и известные вам фамилии прадедушек все до единой — славянские.

Совмещение этих тестов даст более точные и интересные результаты, но это более затратно, поэтому для начала лучше ограничиться «аутосомным» тестом, который даст вам набор хромосом с набором мутаций от всех предков.

Какие результаты я увижу, после того как сделаю тест ДНК? Что делать дальше?

Результаты всех, кто сделал тест, попадают в единую базу лаборатории. Если человек не скрыл свои данные сознательно, то у всех, с кем совпадает хоть небольшая частичка ДНК, этот человек появится в списке «совпаденцев».

Сайты сами выстраивают «совпаденцев» по степени близости родства и предполагают в каком поколении у вас общий предок. Всем пользователям предлагается заполнить кратко информацию, где можно указать фамилии в роду, места жительства предков, свои контактные данные.

Соответственно кроме просто процентов совпадения с людьми, появляется возможность искать среди совпавших и фамилии и города проживания и прочие дополнительные детали.

Имея совпаденцев с достаточно высоким процентом имеет смысл поискать фамилии в своём древе, а также просто связаться с людьми по их контактным e-mail и пообщаться, описав совпадение и расспросив друг друга.

Общего предка в 6-7 поколении, да ещё и по женской линии, например, вы так просто не вычислите, но если фамилия не менялась, или если место жительства совпадёт у обоих известных предков – это вам даст направление поиска и лишние зацепки.

Почему всё не так просто? Потому что уже в 4 поколении у вас 16 предков и столько же фамилий по их рождению; далее каждое поколение умножаем на 2. Вопрос выбора лаборатории для сдачи теста – это отдельный, большой вопрос. Нюансов много, например количество протестированных людей в базах данных, а также возможность заливать результаты теста на другие сайты. Вопросы определения этнического происхождения также оставлю за скобками, это по умолчанию во всех тестах есть, но в деле поиска предков это вряд ли поможет.

Этические вопросы и вопросы защиты персональных данных и результатов ДНК

Лаборатории (особенно иностранные) на самом деле очень серьёзно относятся к защите персональных данных и просто так к их результатам никто доступ не получит.

Функция поиска совпадений заложена изначально, поэтому если не хотите неожиданно найти внебрачных детей, то лучше указать не совсем реальную фамилию и имя в профиле тестируемого, а также создать отдельный e-mail для приёма писем от возможных совпаденцев (или не делать тест совсем).

В остальных случаях лично я никакого криминала в хранении образца ДНК в каких-либо базах не вижу.

Можно притянуть за уши вариант доступа к результатам ДНК правоохранительными органами, но вы же не совершаете ничего противозаконного, вам же нЕчего бояться?! Ну а с целью поиска родственников наоборот нужно указывать реальные данные, указывать дополнительную информацию по искомым фамилиям и местности, тогда шансы найти кого-то существенно повысятся.

Резюме по тестам ДНК

ДНК-тестирование – хороший помощник для исследователей своего рода, особенно если у вас сильные тупики в поисках, связанные с утерей документов или родственных связей.

В случаях активных поисков со стороны потерявших память или усыновлённых, так вообще рекомендованный инструмент в поисках.

Какой именно тест выбрать и сколько это стоит – это я расскажу во второй части, о нюансах покупки теста — в третьей части, а что можно увидеть в результатах и как это помогает в поисках – это уже в четвёртой части статьи.

Хабы:

Источник: https://habr.com/ru/post/520332/

Разновидности и особенности проведения генетических анализов

Как делают анализ днк

Генетические анализы помогают получать полную характеристику состояния организма и выявлять патологии всего лишь по образцу слюны или одному волосу. Кроме того, методы генетики используются в криминалистике и для установления родственной связи.

Диагностика ДНК (молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты) – это специализированное медицинское исследование на предмет расшифровки информации, заложенной в генах человека.

Существуют несколько категорий генисследований, направленных на различные цели:

  • получение полной картины по наследственным заболеваниям;
  • выявление отклонений плода;
  • выявление гензаболеваний у новорожденного;
  • диагностика инфекционных болезней;
  • определение родственной связи.

Современные методы генодиагностики отличаются от других диагностических процедур максимальной точностью данных, полученных из минимального источника. Для постановки диагноза достаточно одной капли крови или образца слизистой из полости рта.

Методы изучения генетики на данном этапе развития науки дают возможность расшифровать часть генетического кода человека. Ученые уже умеют определять, какие именно гены провоцируют конкретные болезни, а какие, напротив, отвечают за устойчивость к ним.

На видео от канала Young120 рассказывается, зачем нужны генетические тесты.

Разновидности тестов

Сделать генетический анализ можно в специализированных медицинских центрах. Сейчас они предлагают широкий выбор подобных тестов на различные факторы.

Например, есть специальные тесты:

  • для спортсменов;
  • на здоровый образ жизни;
  • перед операцией;
  • на риски при курении;
  • на склонность к алкоголизму и иным зависимостям;
  • на реакцию организма на молоко и жареную пищу;
  • на реакцию организма при приеме ОК (оральных контрацептивов) и т. д.

В практическом осуществлении анализы делятся на такие виды:

  • полный генетический анализ;
  • анализы на наследственные заболевания и склонности к ним;
  • цитогенетические анализы;
  • молекулярно-генетические анализы;
  • генетические анализы при беременности;
  • генетический анализ эмбриона.

Полный генетический анализ

Это тот анализ, который не меняется со временем или под влиянием каких-то факторов, как анализ крови или мочи. Проходят генетическое исследование раз в жизни. По его итогам врач создает генетический паспорт с указанием всех возможных болезней и степени склонности к ним.

Анализы на наследственные заболевания и склонности к ним

В распоряжении пациентов сейчас есть несколько способов определения наследственных заболеваний.

Основные группы исследований это:

  • цитогенетические исследования (хромосомное кариотипирование);
  • молекулярно-генетические исследования (анализ ДНК одного конкретного гена).

Цитогенетические анализы

Цель группы анализов кариотипа – выявить структурные и количественные изменения в наборе хромосом, определить места повреждения или изменения размеров и форм хромосом.

Кариотипирование используют, чтобы определить такие отклонения, как:

  • синдром Дауна;
  • синдром Тернера;
  • синдром Шерешевского-Тернера;
  • синдром Кляйнфельтера и т. д.

Молекулярно-генетические анализы

Молекулярное диагностирование направлено на вычисление множества возможных отклонений, передаваемых по наследству. Именно эти методы предупреждают о потенциальных заболеваниях, которые еще не проявились, но могут активизироваться в будущем.

Основные патологии, диагностируемые генетическими анализами на предрасположенность к болезням:

  • гемоглобинопатия;
  • муковисцидоз;
  • нейросенсорная несиндромальная тугоухость;
  • фенилкетонурия;
  • хорея Гентингтона;
  • талассемия;
  • миодистрофия Дюшена-Беккера и т. д.

Генетические анализы при беременности

По анализу ДНК можно узнать риски хромосомных патологий плода с десятой недели беременности. На их поиск нацелено исследование NIPT Prenetix. Осуществляется оно по крови беременной. Анализ необходим для установления причин невозможности женщины успешно выносить ребенка или выявления рисков осложнений при текущей беременности.

Кроме того, исследование дает полную картину по предрасположенностям к:

  • повышенному давлению;
  • онкологии;
  • неправильному обмену веществ;
  • избыточному весу;
  • инфаркту;
  • остеопорозу и прочим наследственным болезням.

Генетический анализ эмбриона

Данное исследование зачастую проводится при процедуре экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) или по инициативе родителей. Необходимо оно для определения жизнеспособности эмбрионов и выявления возможных аномалий до помещения эмбриона в матку. Процедура помогает увеличить шансы на успешную беременность и появление на свет здорового ребенка.

Исследование рекомендовано при данных условиях:

  • если женщина старше 34 лет, а мужчина старше 39 лет;
  • несколько неудачных попыток ЭКО;
  • более 2-х выкидышей;
  • наличие генетических патологий либо у родителей, либо в семье.

Кроме того, генанализ показан при нескольких неудачных попытках ЭКО, либо в случае рождения ребенка с генетическими болезнями.

https://www.youtube.com/watch?v=FhvHg2K8pnM

Среди методов анализа эмбриона наиболее популярные это:

  1. Забор бластомера. На 3-й день после оплодотворения у эмбриона берут одну клетку инструментами для микрохирургических операций.
  2. Забор трофэктодермы. На 5-6 день развития эмбриона проводится вышеупомянутое кариотипирование.
  3. Исследование полярного тельца проводят для обнаружения генетического отклонения, передающегося по женской линии.

Полярное тельце – часть яйцеклетки, которая хранит генетическую информацию, аналогичную ядру яйцеклетки.

У подобных анализов есть небольшая вероятность ошибки – около 4%. Поэтому беременной назначают несколько комплексных скринингов на разных сроках вынашивания плода.

В случаях, когда анализы выявляют повышенный риск отклонения в хромосомах плода, показана биопсия хориона.

Если кто-то в семье страдал моногенными мутациями, то рекомендована также и такая диагностика.

Наиболее распространенные моногенные заболевания:

  • муковисцидоз;
  • амиотрофия;
  • гемофилия;
  • фенилкетонурия;
  • мукополисахаридоз.

Генанализ выявляет и хромосомные транслокации, когда хромосомы буквально меняются местами. При таком раскладе, если обмен произошел в равных пропорциях, внешне человек не будет отличаться от здорового.

Генетические методы диагностики инфекционных заболеваний

Чтобы установить различные инфекции в организме также применяют генанализы. В частности, на этом поприще широко используются ПЦР-диагностика (полимеразная цепная реакция). Процедура позволяет установить наличие тех или иных заболеваний, вызываемых опасными микроорганизмами, до того, как они начнут активно развиваться и вредить организму.

Анализ эффективен, даже когда иммунологические, микроскопические и бактериологические тесты не выявили проблему. ПЦР-диагностика выявляет острые и хронические инфекционные болезни. Она отличается чувствительностью не только к вирусам, но и к бактериям, попавших в организм и ставшим источником недуга. Причем тест показывает результат вплоть до единичных вирусных и бактериальных частиц.

Генетическая экспертиза: тест на отцовство

Такой анализ можно делать как уже родившемуся ребенку, так и еще находящемуся в утробе плоду. Во втором случае процедуру должен осуществлять специалист с большим опытом в этой сфере.

Забор биологического материала у плода происходит методами:

  1. Биопсии ворсинок хориона на 9-12 неделе беременности. В оболочку эмбриона вводится игла, и осуществляется забор материала под визуальным управлением посредством УЗИ. Следует знать риски этой процедуры – вероятность выкидыша 2%.
  2. Амниоцентеза на сроке 14-20 недель. Забор околоплодных вод так же, как в первом варианте, через введение иглы. Риск потери ребенка – 1%.
  3. Кордоцентеза на сроке 18-20 недель. Берут кровь плода из сосуда пуповины. Риск выкидыша – 1%.

Кроме инвазивных анализов, существует американская методика установления отцовства без вмешательства в жизнедеятельность плода, а значит и без даже минимальных рисков для него.

В этом дородовом тесте исследуют несколько проб венозной крови родителей. Смысл методики в том, что ДНК плода свободно циркулирует в организме матери, следовательно, часть ее содержится и в крови. Данные ДНК плода извлекают и сравнивают с образцами матери и предполагаемого отца.

Следует иметь в виду ограниченность по срокам в данном методе. Анализ актуален в первом триместре, после достижения 10-недельного срока. Во втором и третьем триместре результаты не будут настолько достоверными.

По мнению медиков, неинвазивные методики заменят заборы материала непосредственно иглой с хоть и низким, но присутствующим риском для жизни ребенка.

Генетический анализ у новорожденного

Неонатальный скрининг осуществляют в роддоме на 4 день после рождения путем забора крови из пятки. Чтобы получить точные результаты, младенец должен быть голодным за 3 часа до анализа.

Процедура взятия проб для проведения генетического анализа безболезненна и ничем не грозит малышу.

Проба крови берется в строго стерильных условиях с антисептиком и одноразовым шприцем. Образец наносят на специальную тестовую полоску и дают высохнуть. Результаты приходят в течение десяти дней.

Неонатальный скрининг важен по той причине, что показывает пять серьезных генетических отклонений, передающихся по наследству. Внутриутробные тестирования их не устанавливают. Следует заметить, что эти болезни отнюдь не редки, а их присутствие намного снизит качество жизни человека.

Список заболеваний, определяемых через послеродовой скрининг:

  1. Врожденный гипотиреоз. Проявляется при неправильном развитии щитовидки вплоть до ее отсутствия и незрелостью части мозга, отвечающего за вырабатывание гормонов. Вероятность болезни – один из 5000. Чаще встречается у девочек. Показано назначение курса гормонов.
  2. Муковисцидоз. Встречается часто и воздействует на дыхательную систему и кишечник. Провоцирует отставание в росте. При выявлении на ранних стадиях болезнь можно лечить.
  3. Адреногенитальный синдром. Влияет на работу надпочечников, поэтому больные дети отстают в росте и физическом развитии. Наблюдаются патологии половых органов, что может привести к бесплодию. Часто приводит к острой почечной недостаточности. В полной мере поддается лечению гормонами.
  4. Галактоземия. Вызвано мутированием гена, определяющего синтез молочных сахаров. Младенцам необходимо молоко, но у больных детей оно провоцирует увеличение печени и судороги. В отсутствии надлежащего лечения грозит серьезным психическим и физическим отставанием.
  5. Фенилкетонурия. Выражается в невозможности выработки организмом фермента, расщепляющего фенилаланин. В итоге аминокислоты копятся в моче и крови, и токсично воздействуют на мозг, что приводит к слабоумию. Больному ребенку показано в течении всей жизни придерживаться диеты без молочных продуктов, грибов, бананов и курицы, поскольку они содержат фенилаланин. Тогда полноценное развитие и жизнь гарантированы.

Фотогалерея

Взятие образца щечного эпителия Забор крови у новорожденного Анализ и сопоставление данных при генетическом анализе Исследование проб биоматериала в лаборатории

Особенности проведения тестирования

Прежде чем приступать к анализу, обязательно заполняется специальная подробная анкета. В ней пациенту нужно предоставить полную достоверную информацию о:

  • себе;
  • своем образе жизни;
  • болезнях;
  • аллергиях и т. д.

Все это повышает точность конечной расшифровки тестирования.

Генетический анализ делают на основе биологического материала. Клетки обычно переносят в буферный раствор или наносят на предметное стекло, фиксируя его.

Забор материала должен проводить только квалифицированный сотрудник лаборатории. Особенно это актуально для анализа на отцовство, связанного с судебным процессом. Такая процедура проводится полностью в медучреждении. На частные тесты можно сдать биоматериал, взятый в домашних условиях.

Если раньше для генанализа нужна быть только кровь, взятая из вены, то сейчас ДНК-исследование можно провести на основании различного биоматериала.

Для проведения ДНК-анализа используется данные виды генетического материала:

  • щечный эпителий;
  • кровь;
  • зубы;
  • ногти;
  • слюна;
  • сперма;
  • волосы с корневой луковицей.

Первые два типа являются стандартными и подходят для всех тестов, включая судебные. Остальные относятся к нестандартным и применяются для частных исследований.

Чаще всего на исследование сдают щечный эпителий. Для его взятия не понадобятся сложных процедуры — достаточно одного мазка.

При исследовании цельной крови, после изъятия ее помещают в специальную пробирку.

При таком варианте работа в лаборатории условно делится на два этапа:

  1. Отделение из крови ДНК.
  2. Изучение ДНК и выявление мутаций или полиморфизмов.

Сколько делается по времени?

Это зависит от типа теста и непосредственно медучреждения. Общий генетический анализ крови и толкование результатов займет приблизительно 2-3 недели. Упомянутый выше неонатальный скрининг младенцев делается примерно неделю или десять дней.

Расшифровка результатов

Расшифровывать информацию, полученную при генисследованиях, будет врач, специализирующийся на этом. Специалисты в этой сфере классифицируются по различным тестированиям взрослых и детей. В каждом конкретном случае нужно проделать колоссальную работу по сопоставлению данных, чтобы пациент получил максимально точный результат.

Можно толковать результаты теста самостоятельно, пользуясь медицинскими журналами, но для этого нужно обладать определенными знаниями.

Стоимость анализов

Цены на генетические обследования также уточняются в специализированных центрах. Это обуславливается тем, что политика цены в различных учреждениях может отличаться.

Такие тесты могут стоить от 1200 до 80 000 рублей в зависимости от типа и сложности.

Например, тестирование на отцовство в судебном порядке проводят на более сложном оборудовании, чем личные тесты, поэтому и цена его обычно выше.

 Загрузка …

Репортаж канала «Чудо техники» о том, стоит ли делать генетический тест и расшифровку ДНК:

Источник: https://hromosoma.com/dnk/geneticheskie-analizy-4441/

Криминалистика. Молекулярно-генетическая экспертиза

Как делают анализ днк

Генетические технологии, ворвавшиеся в человеческую жизнь в конце прошлого столетия, изменили наш мир настолько, что без них его уже невозможно представить.

Не обошло это «поветрие» и криминалистику, где уже десятки лет генетическая идентификация используется как быстрый и относительно дешевый метод, позволяющий находить преступников и раскрывать их деяния, не выходя из лаборатории.

Новая статья из цикла о криминалистике познакомит читателей с классическими генетическими подходами в этой сфере и осветит перспективы их дальнейшего развития.

Спецпроект посвящен криминалистике — науке, которая занимается расследованием преступлений.

Спонсор этой статьи — компания Thermo Fisher Scientific, мировой лидер в области науки с годовым доходом свыше 25 млрд $. Миссия компании — помочь клиентам сделать мир здоровее, чище и безопаснее.

Глобальная команда, насчитывающая более 75 000 сотрудников, обеспечивает непревзойденное сочетание инновационных технологий, удобства закупок и фармацевтических услуг, востребованных клиентами.

Ведущие брэнды компании: Thermo Scientific, Applied Biosystems, Invitrogen, Fisher Scientific, Unity Lab Services и Patheon.

В качестве рецензента этой статьи выступила Светлана Александровна Боринская — заведующая лабораторией анализа генома Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, специалист в области исследования генома человека и популяционной генетики.

Спецпроект выполнен в сотрудничестве со Следственным комитетом Российской Федерации.

Куратор спецпроекта — старший эксперт отдела медико-биологических исследований судебно-экспертного управления Следственного комитета Российской Федерации Сергей Васильевич Кряжов.

Вместе с ним эту статью рецензировала старший эксперт отдела медико-биологических исследований судебно-экспертного управления Следственного комитета Российской Федерации Анна Игоревна Баранова.

Также в качестве рецензента мы пригласили Елену Клещенко — биолога, научного журналиста и писателя, заместителя главного редактора портала PCR.news, автора книги «ДНК и её человек».

В предыдущих статьях нашего спецпроекта мы рассказывали об истории возникновения криминалистики и ее развитии [1], а также о разнообразных видах криминалистических экспертиз [7].

А этот материал мы посвятим молекулярно-генетической экспертизе, в частности — такому ее разделу как ДНК-дактилоскопия или ДНК-идентификация. Мы поговорим об истории появления этой системы методов, изучим, как она работает и какие задачи решает.

Также мы немного затронем тему ДНК-фенотипирования — восстановления облика человека с использованием ДНК.

Генетика и криминалистика: история синтеза, или Как стать рыцарем своей королевы

Сто пятьдесят лет назад Иоганн Фридрих Мишер открыл нуклеиновые кислоты, представление о которых со временем перевернуло мир [2].

К середине XX века стало понятно, что ДНК и РНК являются носителями наследственной информации, затем была описана их структура, а чуть позднее появились многочисленные методы, позволяющие нарезáть эти молекулы в пробирке с помощью клеточных ферментов рестриктаз [3]; амплифицировать их, используя метод ПЦР [4]; и даже прочитывать последовательность конкретных генов и геномов, применяя многочисленные методы секвенирования [2] .

Первоначально работы с генетическим материалом проводили буквально на «коленке» и не всегда могли воспроизвести даже в соседней научной лаборатории. Но время шло, подходы менялись, а методы стандартизировались до такой степени, что постепенно внедрились в прикладные исследования и даже биотехнологические производства.

В 1984 году научное сообщество всколыхнула новость — ученым удалось выделить и прочитать фрагмент ДНК вымершей и сохранившейся лишь в музейных коллекциях бурчелловой зебры [5].

Годом позже шведский генетик Сванте Паэбо подтвердил возможность использования музейного и археологического материалов для фундаментальных научных исследований, впервые проанализировав генетический материал египетских мумий.

Спустя годы выяснилось, что анализируемые им образцы были загрязнены современным генетическим материалом [6], однако развитие методов секвенирования все же позволило работать даже с минимальными количествами плохо сохранившейся ДНК.

Новыми техниками анализа генетического материала заинтересовались и криминалисты. Дело в том, что привычные к тому времени методы классической дактилоскопии и анализа групп крови имели свои ограничения и в некоторых случаях давали осечки .

Рисунок 1. Сэр Алек Джеффрис — британский генетик, разработавший технику ДНК-дактилоскопии

В 1984 году британский ученый Алек Джеффрис (рис. 1) разработал и представил метод идентификации личности человека с использованием его генетического материала. В дальнейшем этот подход получил название ДНК-дактилоскопии (или ДНК-идентификации), завоевав любовь и уважение у криминалистов всего мира. Джеффрис же за свою работу был посвящен в рыцари.

ДНК-дактилоскопия: преимущества и недостатки генетических методов

Проведение генетического анализа полученных на месте преступления биологических образцов во многом упростило работу следователей. Они получили надежный инструмент, позволяющий идентифицировать преступника или его жертву, добывать неоспоримые улики и раскрывать преступления.

Главные преимущества генетической дактилоскопии — возможность работать даже с небольшими количествами биологического материала и высокая точность, позволяющая идентифицировать личность, — при условии соблюдения всех требований к анализу, включая повторные эксперименты, его достоверность превышает 99%. Этот подход стал одним из важнейших в расследовании преступлений [8].

Важно отметить, что классические методы ДНК-дактилоскопии не позволяют проводить идентификацию однояйцевых близнецов, генетический профиль которых одинаков, поскольку они формируются из одной оплодотворенной яйцеклетки .

Для анализа ДНК в первую очередь нужна сама ДНК, но далеко не всегда получается извлечь качественный генетический материал из биологических образцов, подвергшихся воздействию химических и термических факторов.

Попадая в окружающую среду, эта молекула вступает в химические реакции, разрушается (фрагментируется) и модифицируется, хотя в благоприятных условиях может сохраняться тысячелетиями [9].

Известно, что наиболее древний генетический материал предков человека удалось извлечь из костных останков наших человекообразных сородичей, обитавших на территории Пиренейского полуострова (Сьерра-де-Атапуэрка) около 430 тысяч лет назад [10].

Специфический микроклимат некоторых пещер с низкими показателями влажности и температуры значительно увеличивает время жизни генетического материала. Однако ДНК в обнаруженных на месте преступления образцах зачастую представлена в минимальных количествах и также, как и в археологических образцах, бывает сильно разрушена.

В Европе и Соединенных Штатах обращают внимание на еще один минус генетической дактилоскопии, связанный с вмешательством в личную жизнь человека и нарушением его приватности.

Борцы за права человека опасаются, что генетическая информация преступников и лиц, подозреваемых в совершении преступлений, может попасть в третьи руки и затем использоваться ненадлежащим образом [11]. Например, уже известны случаи использования генетической информации для контроля над мусульманскими меньшинствами в китайской провинции Синьцзян [12].

США также планируют проводить систематический сбор профилей ДНК иммигрантов, находящихся под федеральным арестом [13]. Очевидно, что опасения борцов за права человека не беспочвенны и имеют под собой реальные основания.

ДНК-дактилоскопия: как это работает

В основе методов ДНК-дактилоскопии лежит генетическая изменчивость человека.

Нуклеотидные замены в ДНК (в зависимости от частоты в популяции, их называют также ДНК-полиморфизмами, или мутациями) делают нас индивидуально различными.

Причем эти отличия могут быть найдены как в ядерных, так и в митохондриальных геномах — небольших кольцевых молекулах ДНК, которые регулируют работу митохондрий, энергетических «фабрик» клеток.

Следует отметить, что ДНК-полиморфизмы можно обнаружить в геноме каждого из нас — именно они становятся нашим неповторимым ДНК-штрихкодом. Некоторые из них могут стать причиной серьезных заболеваний [14], но в большинстве случаев они никак не влияют на нашу жизнедеятельность.

Источник: https://biomolecula.ru/articles/kriminalistika-molekuliarno-geneticheskaia-ekspertiza

Генетические тесты: как это работает и когда они нужны

Как делают анализ днк

© Shutterstock

Автор Варя Баркалова

11 января 2018

Сегодня частные клиники и профильные фирмы предлагают пройти разные генетические тесты. Биолог Варя Баркалова рассказывает, в каких случаях генетические тесты действительно нужны и полезны, а когда будут стрессом и бессмысленной тратой денег.

Любой генетический анализ — расшифровка ДНК человека и интерпретация результатов — состоит из нескольких этапов. Генетический материал берут из клеток: раньше работали с кровью, теперь лаборатории все больше переходят на неинвазивные методы и выделяют ДНК из слюны.

Выделенный материал секвенируют — с помощью химических реакций и анализаторов определяют то, в какой последовательности в нем расположены мономеры: это и есть генетический код.

Полученную последовательность сравнивают с эталонными и ищут определенные участки, соответствующие тем или иным генам.

На основании наличия или отсутствия генов или их изменения и делают заключение о результате теста.

Запуск секвенатора — прибора, который расшифровывает последовательность ДНК, — стоит очень дорого из-за большого количества необходимых химических реактивов.

За один запуск можно расшифровать много образцов ДНК, но чем их будет больше, тем менее достоверным получится результат для каждого образца и тем ниже окажется точность генетического теста.

Поэтому следует обращаться в проверенную лабораторию, которая не станет экономить на качестве анализа путем увеличения количества образцов.

Важный момент, который стоит учитывать при получении результатов генетического анализа: генетика определяет далеко не все, что происходит с нашим организмом. Не менее существенную роль играют образ жизни и факторы окружающей среды — экологическая обстановка, климат, количество солнечного света и другие.

К сожалению, российские компании редко упоминают об этом и ограничиваются перечислением преимуществ генетического теста. Многие также играют на необразованности пациентов и навязывают дорогостоящие лишние анализы. 

Вот основные случаи, для которых применяются современные генетические анализы. 

В первую очередь генетика призвана помочь в лечении и профилактике болезней. Есть три основных группы случаев, когда генетический анализ поможет уточнить диагноз или предотвратить возможное заболевание.

Диагностика вирусов и бактерий по наличию их ДНК в крови

Для кого тест. Для тех, кто подозревает у себя вирусную или бактериальную инфекцию. Так, например, могут диагностировать боррелиоз при укусе клеща — болезнь с широким спектром симптомов.

Как это работает. ДНК организмов, вызывающих болезни, отличается от человеческой. У пациента берут анализ крови и определяют, есть ли там чужеродный генетический материал.

Что важно учитывать. Это относительно недорогие анализы, ведь здесь не требуется расшифровка самой ДНК, нужно определить просто ее наличие или отсутствие. Такой тест будет более точным, чем, например, поиск антител (они появляются в крови только после инкубационного периода), но возможен он лишь при подозрении на конкретное заболевание.

Диагностика уже имеющихся заболеваний

Для кого тест. Как правило, это сложные случаи или хронические недуги, причина которых неочевидна. Тогда врачи ищут возможные причины болезни в генах и на основе результатов могут точнее поставить диагноз и скорректировать лечение.

Как это работает. Генетический материал могут получать из любых клеток пациента, в том числе из материала, взятого для других анализов. После расшифровки ДНК в последовательности ищут поврежденные гены. Как правило, это не поиск «вслепую» по всей длине, а исследование заранее известных участков. 

Что важно учитывать. Генных болезней — тех, которые происходят по вине мутаций всего одного гена, — довольно мало. Около 92% заболеваний, причину которых можно найти в ДНК, являются многофакторными. Это значит, что мутация не единственная причина болезни, и корректировка других факторов, например питания или климата, может облегчить ее течение.

Профилактика заболеваний, к которым есть предрасположенность

Для кого тест. Такой анализ врачи могут посоветовать здоровым людям, у которых среди родственников были неоднократные случаи различных болезней, таких как, например, большинство видов рака, сахарный диабет и ишемическая болезнь сердца.

То есть тех самых многофакторных наследственных заболеваний, которые также называют «полигенными с пороговым эффектом».

Еще подобный анализ может выявить вероятность развития аллергии, помочь скорректировать диету в зависимости от генетической основы обмена веществ и подобрать оптимальные физические нагрузки.

Как это работает. Помимо мутаций врачи также могут обращать внимание на вариации гена — аллели. При проверке предрасположенностей к определенным заболеваниям анализируют конкретный участок ДНК. Комплексное обследование на ряд потенциальных наследственных болезней может задействовать весь геном.

Что важно учитывать. Указанные болезни не зря называют «с пороговым эффектом». Это значит, что болезнь разовьется только после достижения организмом «порога». Задача профилактики как раз в том, чтобы этого не допустить.

То есть положительный тест на предрасположенность к раку груди вовсе не означает, что это стопроцентно произойдет.

Такой результат скорее служит рекомендацией относиться к себе внимательнее, избегать факторов риска и не пренебрегать регулярными обследованиями у маммолога.

Когда люди хотят завести ребенка, они волей-неволей задумываются о его будущем здоровье. Генетические анализы могут помочь на двух этапах — при планировании беременности и в ходе ее течения.

Для кого тест. Такой тест поможет выяснить, не унаследует ли ребенок «спящие мутации» и риски врожденных патологий. Это важно при частых случаях каких-то заболеваний в семейном анамнезе отца и/или матери либо при фактическом наличии у кого-то из родителей болезни.

Как это работает. По своей сути такие тесты не отличаются от выявления предрасположенностей к болезням у взрослых, но анализируют одновременно два родительских генома.

Что важно учитывать. Сложность анализа заключается в том, что нельзя заранее выяснить, какие именно гены родителей достанутся ребенку, это некая лотерея.

Гены всегда работают не сами по себе, а в комплексе, что делает число вариаций генома будущего ребенка бесконечным.

То есть тест на наследственность планируемого потомства всегда вероятностный, и даже наличие у родителей «плохих» мутаций не делает рождение здорового малыша невозможным.

Для кого тест. Этот анализ проводится во время беременности и нужен при подозрении на врожденные патологии. Также пренатальная генетическая диагностика может определить пол будущего ребенка на ранней стадии беременности и установить отцовство.

Как это работает. Для пренатальной диагностики есть несколько методов взятия образца генетического материала, главными из которых являются биопсия хориона (взятие кусочка ткани зародыша) и амниоцентез (взятие образца околоплодных вод).

В последнее время также практикуется выделение ДНК эмбриона из крови матери — неинвазивный пренатальный ДНК-тест (НИПТ).

При экстракорпоральном оплодотворении возможна также преимплантационная диагностика — ДНК выделяют из клетки зародыша до его внедрения в матку.

Что важно учитывать. Инвазивные методы — это всегда риск. Так, вероятность самопроизвольного прерывания беременности после биопсии доходит до 15%, а амниоцентез может привести к заражению или отслоению оболочек плода.

Оба этих метода становятся возможными на относительно позднем сроке беременности, когда формируется плодный пузырь и хорошо различимый на УЗИ зародыш, поэтому прибегать к ним стоит только при серьезных подозрениях на генные или хромосомные дефекты.

Неинвазивная диагностика не имеет таких последствий, и ее можно проводить начиная с девятой недели беременности.

Определение талантов и склонностей

Для кого тест. Нередко компании, проводящие генетические тесты, также предлагают родителям выявить предрасположенность детей к определенным видам спорта или другим занятиям. Такой тест может быть полезен для юных спортсменов перед началом серьезной карьеры: по мнению исследователей, спортивная успешность на 60% определяется генами.

Как это работает. Сам анализ проводится так же, как и для определения наследственных болезней, только исследуются другие участки ДНК.

К настоящему времени известно около 50 генов, которые связывают с предрасположенностью к занятиям различными видами спорта.

С другими талантами человека сложнее: например, установлена частичная генетическая природа абсолютного слуха, но по большей части это направление находится на стадии изучения.

Что важно учитывать. Несмотря на широко распространенное мнение, что наши гены предписывают нам определенные таланты и черты характера, генные основы психики — самая малоисследованная область в генетике человека.

Не только болезни могут быть полигенными — таково большинство признаков в организме (например, цвет глаз определяется 15 генами).

Вырванная из контекста информация может оказаться не только неполной, но и в принципе ложной: по одному гену нельзя определить, станет ребенок выдающимся спортсменом или нет. То, что касается интеллектуальных способностей и особенностей характера, до сих пор лежит в области предположений.

Наконец, если результат генетического теста «предсказывает» ребенку успех в какой-то стезе, это может оказать психологическое давление на родителей и помешать ребенку самому определиться с планами на будущее. Гены — рекомендация, а не прямое указание.

Для кого тест. Генеалогические исследования выросли из криминалистики и популярной задачи установления отцовства.

Сегодня при помощи генетики доступно как определение ближайших родственников, так и выяснение предковой группы — из какой части света произошел род много поколений назад.

Такой анализ служит для решения прикладных задач установления родства (это важно для таких юридических моментов, как претензии на наследство) и может заинтересовать просто любознательных людей, изучающих семейную историю.

Как это работает. В ходе жизни у каждого человека накапливаются маленькие изменения в ДНК — не только в генах, но и в «нерабочей» части (а доля такой в наших клетках — больше 90%).

При генеалогическом генетическом анализе исследователи сравнивают полученную ДНК на предмет сходства с другими — либо с ДНК потенциальных родственников, либо с большой базой данных. В такие базы могут входить как древние ДНК, так и генетический материал жителей страны.

В зависимости от страны и доступа генетической лаборатории к базам данных картина анализа может различаться по полноте и подробности.

Что важно учитывать. В отличие от предыдущих анализов, когда ДНК пациента сравнивалась с эталоном, здесь речь идет о сравнении с генетическим материалом других людей. Такая процедура затрагивает вопросы конфиденциальности и нуждается в сложной законодательной регуляции.

В Исландии собрана генетическая база данных, в которую занесены расшифрованные ДНК всех граждан и постоянных жителей (соответствующий закон был принят 1997 году). В России подобная практика только начинает появляться, для экспертизы на родство требуется согласие всех участников и сложная юридическая процедура.

Впрочем, «древние» базы данных по всему миру находятся в открытом доступе, и любой желающий может узнать о своих корнях. Например, здесь, здесь и здесь.

SaveSaveSave

Источник: https://style.rbc.ru/health/5a2fff849a79472273148c31

Как делается ДНК-тест | ДНК-анализ: материалы, строки и цены

Как делают анализ днк
Заинтересовались возможностью сделать ДНК-тестирование, но хотите лучше ознакомиться с этой темой? Как делается ДНК анализ? Что можно узнать с помощью тестирования, как проводится ДНК тест, как долго делается тест, сколько он стоит и прочее далее в этой статье.

 

Криминалисты первыми оценили все преимущества, тогда ещё молодой и не развитой методики ДНК-тестирования. И, тут не обошлось дело без случайного совпадения. Открытие ДНК-идентификации по аналогии с идентификацией по отпечаткам пальцев, открыл британский ученый Алек Джеффрис 10 сентября 1984 года.

Он занимался изучением отклонений в хромосомной ДНК с помощью её рентгеновских снимков, а заметил, что нуклеотиды имеют уникальную последовательность и у всех она различается.

Открытие дало старт тому многообразию применения анализа ДНК, что есть на сегодняшний день – мы можем наблюдать, как невероятная технология из фантастики становится обыденной реальностью. Удивительно, что Алек Джеффрис так и не удостоился нобелевской премии. Он всё еще живет в Великобритании и ему 69 лет.

В наши дни с помощью теста ДНК можно:

  •  Установить личность человека по мельчайшим его следам: по бокалу, из которого он пил; по капле крови засохшей на рубашке и т.д.
  •  Установить отцовство.
  •  Установить родство и его степень между неограниченным количеством людей (без изучения ДНК отцов и матерей).
  •  Выявить инфекцию или вирус до возникновения первых симптомов заболевания.
  •  Составить наиболее подходящий организму рацион питания, исходя из его врожденных индивидуальных особенностей.
  •  Предсказать предрасположенность и противопоказания к спорту и физическим нагрузкам.
  •  Узнать, есть ли в геноме следы наследственных заболеваний и предрасположенности к ним.
  •  Выяснить пол ребенка еще до его рождения, а так же, резус фактор и генетические сбои (если они имеются).

И это только из доступного широкой общественности спектра возможных применений. В перспективе ученые-генетики надеются найти секрет если не вечной жизни, то разработать метод многократно её продлить.

Материалы для анализа

Выделить молекулу дезоксирибонуклеиновой кислоты можно почти из любого образца человеческих тканей и жидкостей. Благодаря  легкости применения в домашних условиях, наибольшее распространение получил метод выделения ДНК из слюны испытуемого.

Для того, что бы самостоятельно собрать слюну на анализ ватной палочкой, не нужны особенные навыки и знания. Достаточно соблюдать чистоту и гигиену. Непосредственно перед взятием пробы желательно не есть за 2-3 часа.

Пить лучше тоже умеренно, по одному-двум глотками и только воду.

Для анализа подойдут: обрезки ногтей, волосы, окурки, жевательная резинка, пятна физиологических жидкостей на ткани и т.д.

Процедура проведения

ДНК-тесты весьма разнообразны, но процедура их проведения проходит по одному и тому же принципу. Есть общая цепочка событий, которую проходят далеко не все тесты: например для выявления в образце наличия вирусов и инфекции нет необходимости секвенировать ДНК, а достаточно выявления одной чужеродной молекулы в образце.

Самые сложные и дорогие тесты, которые охватывают весь исследовательский процесс, состоят из таких рабочих этапов:

  1.      Сбор и получение лабораторией биообразца для исследования.
  2.      Выделение из образца клеток и их синтез путем полимеразной цепной реакции. На этой стадии создается необходимое для тестирование количество молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты.
  3.      Секвенирование – определение последовательности генов в молекуле ДНК.
  4.      Необходимые для исследования участки генов подкрашиваются флуоресцентной краской.
  5.      Подкрашенные участки генов подвергаются воздействию направленного лазерного луча, что позволяет точно из визуализировать и исследовать.
  6.      Расшифровка полученных данных и написание врачебных рекомендаций.

 

Расшифровка полученных данных

Расшифровка данных заключается в кропотливом сравнении положения генов и их формы с базой данных эталонов. Так выявляется, как ген ведет себя, и к каким последствиям приводит его индивидуальная деятельность и деятельность в связке с другими генами.

Расшифровка занимает больше время, чем другие этапы анализа.

Диагностика заболеваний

Наверно наиболее полезное для людей и перспективное направление генетических исследований – это диагностика заболеваний на ранних стадиях, и даже раньше. На сегодняшний день тестирование позволяет:

  •  Выявить вариабельные гены. Это, когда сам человек не подвержен болезни, но может передать её следующему поколению.
  •  Определить износ клеток – клеточное старение. Основным фактором, который влияет на возможность клетки к делению, является длинна теломеров внутри неё. С каждым последующим делением теломеры становятся немного короче, и так до момента утраты клеткой способности к делению. Есть способы, которые позволяют удлинить теломеры и тем самым продлить свою молодость.
  •  Провести анализ на общее состояние здоровья для составления индивидуальной диеты и графика нагрузок. Тестирование позволяет выявить аллергены и противопоказания.
  •  Выявить предрасположенность к самым опасным и распространённым заболеванием тысячелетия, и провести предупреждающие профилактические мероприятия.

Родство

Самый востребованный среди обычных людей анализ ДНК – это тестирование на отцовство. Не редко к нему прибегают одинокие матери, что бы привлечь отца к ответственности и заставить выплачивать алименты. Бывает, что положительный результат исследований дает право претендовать на получение наследства.

Но этим возможности исследований не ограничиваются:

  1.      Сиблинговый тест – позволяет выявить родство и его степень (прямое, двоюродное, троюродное и т.д.)  между потенциальными братьями и сестрами. Не редко тестирование затрагивает тонкие вопросы родственных взаимоотношений и запретных связей.
  2.      Опосредованный тест на отцовство, или генетическая реконструкций – позволяет выявить родственные связи с семьёй со сторонгы отца, без самого отца.
  3.      Установление Отцовства. Порой, если того требуют обстоятельства, то и материнства.
  4.      И даже тесты для близнецов, которые выявляют, какие близнецы, гетерозиготные или монозиготные. Это бывает важно, например, для принятия решения о донорстве органов.

Генетическая экспертиза

ДНК экспертиза личности это почти 100%ый способ установить личность человека по мельчайшим биообразцам его тканей и физиологических жидкостей.

Чаще всего это необходимо в криминалистике для установления всех участников трагедии, выяснении личности предполагаемого убийцы, или жертвы, если ни как иначе определить личность не представляется возможным.

Бывает, что вследствие травм, или болезней, человек может потерять ориентацию и забыть где он живет, и как его звать – в таких случая ДНК-анализ позволяет определить, кто это и найти родственников данного человека.

Что расскажет ДНК-тест

Уникальная особенность ДНК состоят в том, что она хранит в себе исчерпывающую информации о всех физиологических особенностях организма.

Поэтому, теоретически с помощью анализа ДНК можно узнать об организме и здоровье человека всё в мельчайших подробностях.

Многое из этого уже доступно для широкой общественности и с каждым годом мировое сообщество исследователей расширяет, и пополняет возможности тестирования.

Стоимость проведения

Стоимость проведения тестирования, как и его сроки, может значительно колебаться в диапазоне от нескольких тысяч рублей за самое простое тестирование, до десятков тысяч за полноценный глубокий анализ ДНК.

Цена исследования зависит от ценовой политики лаборатории и её успешности, от наличия у клиники собственной лаборатории, от объемов необходимого исследования.

Наибольшую стоимость в проведении анализа составляют реагенты, необходимые для выявления генов и их расшифровки – соответственно, чем больше генов необходимо расшифровать, тем дороже обойдется все исследование, и больше времени займёт.

Источник: https://mygenetics.ru/blog/nauka/kak-delaetsya-dnk-test-etapy-provedeniya/

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.