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生物化学与分子生物学/疾病相关基因鉴定和克隆原则

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基因结构功能分析和疾病相关基因鉴定克隆 - 基因结构分析 - 基因功能研究 - 疾病相关基因鉴定和克隆原则 - 疾病相关基因鉴定克隆的策略和方法
确定疾病相关基因是一个艰巨复杂的系统工程,耗时耗钱,有的疾病基因的最终鉴定历时数十年。 尽管人类基因组计划的完成,为疾病相关基因的鉴定提供了诸多的便利,但明确地解析疾病和某种基因的关系仍非易事,掌握鉴定疾病相关基因鉴定和克隆的原则,无疑将起到事半功倍作用,有助于鉴定疾病相关基因研究工作高效有序的开展。首先,确定疾病表型和基因实质联系是关键;其次,采用多途径、多种方法鉴定克隆疾病相关基因是手段;最终,确定候选基因,明晰基因序列的改变和疾病表型的关系,以了解基因致病的本质,是鉴定和克隆疾病相关基因的核心。

鉴定克隆疾病相关基因的关键是确定疾病表型和基因间的实质联系[编辑]

疾病作为一种遗传性状,要确保其专一性和同质性。正确的疾病诊断非常重要。在一些复杂性 疾病中,对疾病表型有必要进行进一步的分类,确保疾病的同质性,以减少临床的异质性。其次,需要确定疾病的遗传因素,即通过家系分析、孪生子分析、领养分析和同胞罹患率分析等,确定遗传因素是否在疾病发病中的作用及其作用程度(遗传度)。在遗传因素作用较小的疾病中,鉴定并最终克隆疾病相关基因成功的可能性很小。一旦确定了遗传因素在疾病中的重要作用,就可进而确定存在于人类基因组中决定疾病表型的基因,确定该基因在基因组中的位置(位点)以及该位点和基因组其他位点的联系。

鉴定克隆疾病相关基因需要多学科多途径的综合策略[编辑]

鉴定疾病相关基因是一项艰巨的系统工程,需要多学科的紧密配合,针对不同疾病采用不同的策略。这些不同策略和方法互为补充,方可达到最终克隆疾病基因的目的。首先通过对不同疾病家系的连锁分析,可粗略地将疾病的基因定位于某个染色体上。这些位点被称之为疾病的位点(locus) , 此时确切的基因尚不明了。随着对某些疾病发病机制的了解,可以进一步阐明疾病相关的蛋白质的生物化学和细胞生物学特征,以此为切入点,寻找基因结构的异常,确定基因DNA碱基序列突变及其导致蛋白质结构或表达异常的分子机制,最终克隆疾病的基因。疾病动物模型对于疾病相关基因的克隆具有重要帮助。对不同的疾病动物模型的研究,可以确定导致实验动物异常表 型的基因,进而鉴定人类的同源基因在疾病中的作用。借助生物信息数据库中有关待定基因的信息,也可极大地促进疾病相关基因克隆的效率。

确定候选基因是多种克隆疾病相关基因方法的交汇[编辑]

有许多途径能够达到最终鉴定疾病相关基因的目的,这些方法最终将交汇在候选基因上。一旦候选基因被鉴定,即可筛检病人中该基因的突变。候选基因可不依赖其在染色体位置而予以鉴定,但常用的策略仍然是首先找出候选染色体区域,然后在此区域内鉴定候选基因。人类基因组计划的完成提供了人类所有基因的信息。尽管从众多的候选基因中寻找基因突变,仍然是一项耗时的工作,但鉴定候选基因较以往还是相对容易。这是由于位置信息从2万个的基因降低到候选区域的10~30个基因。在候选区域内预测可能的候选基因并非易事,目前仍然缺乏这样的能力。需要的是大量重复、逐个排除,最终确定候选基因的突变以及这种突变和疾病的联系。