Молекулярные основы наследственной патологии

Болезни экспансии

Мультигенные семейства: классические генные семейства (рРНК), генные семейства, кодирующие большие консервативные домены (PAX-гены, гомеобоксные гены), генные семейства, кодирующие короткие консервативные мотивы (DEAD-мотив), генные суперсемейства (гены иммуноглобулинов, комплекса гистосовместимости), кластерированные генные семейства (различные формы псевдогенов, глобиновый кластер), РНК-кодирующее генное семейство.

Внегенные повторяющиеся последовательности и мобильные элементы: тандемные повторы: сателлитная ДНК и центромерный гетерохроматин, минисателлитная ДНК (теломерное семейство, гипервариабельное семейство), микросателлитная ДНК, рассеянные повторы: SINE (Alu-повторы), LINE (Kpn-повторы), ME, THE-1, RTLV.

Механизмы возникновения структурной патологии и мутаций в повторяющихся районах генома: проскальзывание неспаренной нити ДНК (репликационное проскальзывание), неравный кроссинговер, неравный обмен сестринских хроматид, генная конверсия.

Примеры генетических заболеваний, связанных с районами повторяющихся последовательностей: вело-кардио-фациальный синдром, синдром Вильямса, синдром Смита-Магениса, азооспермия (DAZ), синдром Шарко-Мари-Тус. Синдром Мартина-Белл, как пример структурной и функциональной патологии: ломкость хромосомы Xq27.3, экспансия CGG-повтора, механизмы, методы ДНК-диагностики, метилирование повтора и промоторной области, область отсроченной репликации и нестабильность микросателлитов, ремоделирование хроматина. Другие болезни, связанные с динамическими мутациями: хорея Гентингтона, болезнь Кеннеди, спино-церебральные атаксии (SCA1-7), миотоническая дистрофия, миоклональная эпилепсия.

Днк-диагностика в онкологии

ДНК-диагностика моногенных и дигенных наследственных онкологических заболеваний: р53 и синдром Ли-Фраумени, АРС и семейный полипоз, АТМ и атаксия-телангиоэктазия, BRCA1, BRCA2 и наследственный рак молочной железы, NF1, NF2 и нейрофиброматоз, р16 и наследственная меланома, VHL и синдром фон Хиппель-Ландау.

ДНК-диагностика маркеров неблагоприятного прогноза: гиперэкспрессия/инактивация определенных генов в различных типах опухолей, клинико-биологические типы нейробластомы, молекулярная эволюция рака толстого кишечника и опухолей мозга.

ДНК-диагностика микрометастазов, РТ-ПЦР - как основной метод, определение экспрессии опухолеспецифических маркеров в периферической крови, тирозиназа при меланоме, тирозинкиназа при нейробластоме, цитокератин 19 при раке молочной железы.

Диагностика полиморфизмов ДНК, определяющих риск развития злокачественных новообразований: полиморфизмы гена ароматазы и риск развития рака молочной железы, полиморфизмы андрогенового рецептора и риск развития рака предстательной железы, полиморфизмы генов NAT1, PADPRP и риск развития рака легкого.

Эпигенетическая регуляция экспрессии генов в опухоли: инактивация гена hMLH при карциноме желудка, инактивация генов GSTP1, BRCA1, ER при раке молочной железы, инактивация MGMT, DAP, р16 при раке легкого.

Определение маркеров, свидетельствующих о злокачественном процессе на ранних стадиях, в плазме крови, метилирование р16, Е-кадгерина, BRCA1, мутации р53, потеря гетерозиготности по маркерам хромосом 3р, 9р, 17р, 18q. Исследование генных регуляторных цепей в опухоли. Разработка диагностических протоколов. Эпигенетические механизмы регуляции генной экспрессии и наследственная патология.

Структура хроматина и механизмы ее определяющие, нуклеотидные «сторожевые» районы, метилирование цитозинов, ацетилирование/деацетилирование гистонов, белковые комплексы, осуществляющие модификацию хроматина.

Эффект положения. Классические примеры: мозаичный эффект положения у дрозофилы, аниридия и ген PAX6, цефалополисиндактилия Грейга и ген GLI3, акроцефалосиндактилия и ген TWIST, синдром Ригера и ген PITX2, кампомелическая дисплазия и ген SOX9, Х-сцепленная глухота и ген POU3F4, голопрозэнцефалия и ген sonic hedgehog, XY-реверсия пола ген SRY, эктродактилия и ген DSS1, лице-плече-лопаточная мышечная дистрофия и ген FRG1, азооспермия и ген DAZ, механизмы ЭП, конформация ДНК, деацетилирование гистонов, эухроматиновый домен, гетерохроматиновый домен, время-зависимая экспрессия генов, энхансеры, сайленсеры, инсуляторы, конкуренция за регуляторный элемент, инактивирующий белковый комплекс.

Импринтинг. Определение. Примеры импринтинга: трансплантация пронуклеусов, андрогенетические зиготы, гиногенетические зиготы, пузырный занос, тератома, андроид, гиноид, синдром Шерешевского тернера, делеция хромосомы 15q11.2, синдром Прадера-Вилли, синдром Ангельмана, синдром Миллера-Дикера, синдром ДиДжорджи, синдром «кошачьего крика», болезни экспансии, синдром Видеманна-Беквита, дупликация хромосомы 11р15.5. Моноаллельная экспрессия, метилирование, однородительская изодисомия, импринтированный ген, ген-импринтор, центр импринтинга, потеря импринтинга, глобальное деметилирование, кластеризация импринтированных генов, асинхронность репликации, онтогенетическая регуляция импринтинга, тканевая регуляция импринтинга, повторяющиеся последовательности, нетранслируемая РНК, антисмысловая РНК, метилспецифическая ПЦР, метилчувствительная ПЦР, микросателлитный анализ, инактивирующее влияние структурного гетерохроматина, метилспецифические белки, консервативность импринтинга.