基因診斷可分為基因直接診斷和基因間接診斷。核酸分子雜交是基因診斷最基本的方法之一。 基因診斷技術它的基本原理是互補的DNA單鏈能夠在一定條件下結合成雙鏈，即能夠進行雜交。限制性核酸內切酶是基因工程和基因診斷重要的一類工具酶。它們的發現和應用為從基因組中分離目的基因提供了必要的手段。

基因診斷的名詞解釋_分類_舉例_的基本原理（精選篇1）

1.基因缺失型遺傳的診斷(1)α地貧的基因診斷：α地貧主要是由于基因缺失引起的，缺失的基因可以由1-4個。正?；蚪M用BamHⅠ切割，可以得到一個14kb的片段，而缺失一個α基因時切點向5’端移位，得到一條10kb的片段。因此，當用α基因探針與基因組DNA進行Southern雜交時(圖13-8)，在α地貧2可見一條14kb和一條10kb的帶，在正常人可見一條雙份的14kb的帶，而在α地貧1則見一條單拷貝的14kb帶，血紅蛋白H病時只有一條10kb的帶的，而在Barts水腫胎時，則無任何雜交帶。

一種較簡便的方法是直接用α探針進行斑點雜交，自顯影后根據斑點深淺的不同也可以對α地貧作出診斷。更為簡單的方法是PCR診斷，即在α基因缺失范圍內設計一對引物，然后PCR擴增胎兒的DNA，如為Barts 水腫胎，則無擴增產物，電泳后無任何帶紋，從而可建議進行人工流產，但此法不能診斷其它類型的地貧(除非另設計引物用作PCR)。

(2)DMD/BMD的缺失型診斷：DMD/BMD是一種Ⅹ連鎖隱性遺傳的神經肌肉系統受累的致死性遺傳病(參閱第四章)。DMD/BMD有70%左右為缺失型。此基因很大，缺失可發生在不同部位，因此應盡可能采用多對引物作PCR擴增(多重PCR)來檢測。如擴增產物電泳后發現有帶紋的缺失，即可作出診斷并對缺失定位(圖13-9)，在進行產前診斷時，一般可先通過檢測家系中有關成員，即確定先證者的缺失區，然后有針對性地作PCR擴增，包括缺失部分的兩端，以判斷胎兒或有關患兒是否也獲得了相同的基因缺失，但非缺失型不能用此法查出。

2.點突變型遺傳病的基因診斷2(1)鐮形細胞性貧血的基因診斷：已知突變基因是編碼β珠蛋白鏈的第6位密碼子由GAG變為GTG，從而使纈氨酸取代了甘氨酸，因此可用如下方法進行診斷。

1)RFLP診斷：已知限制酶MstⅡ切割的識別順序是CCTNAGG，它能切割正常β鏈中CCTGAGG序列，但不能切割突變了的CCTGTGG(A→T)。這樣，由于突變消除了一個切點，使內切酶長度片段發生了改變，通過電泳，就可以區別正常的βA和βS。

2)ASO探針診斷：由于突變部位和性質已完全明了，也可以合成寡核苷酸探針，用32P標化來進行診斷。此時需要合成兩種探針，一種與正常βA基因序列完全一致，能與之穩定地雜交;另一種與突變基因序列一致，能與βS基因穩定雜交，但不能與正常的βA基因雜交。根據雜交結果，就可以把發生了突變的βS基因檢測出來。

PCR技術問世以來，ASO診斷又有新的改進，即先PCR擴增長約110bp的基因片段，然后再與ASO探針雜交。這樣可減少目的基因DNA用量，并降低與基因組DNA雜交時的非特異性信號。

3.基因異常不明的遺傳病的診斷 成年型多囊腎病(adult polycystic kidney disease,APKD)是一種常染色體顯性遺傳病，發病率高，約1000人中有1名致病基因的攜帶者，起病較晚，多在30歲以后，主要為腎和肝中出現多發性囊腫，臨床表現為腰疼、蛋白尿、血尿、高血壓、腎盂腎炎、腎結石等，最終可導致腎功能衰竭和尿毒癥。本病基因定位在16p13，與α珠蛋白基因3’端相鄰，但致病基因尚未克隆，基因產物的生化性質和疾病發病機理也尚未闡明。因此，只能用連鎖分析來進行基因的發病前診斷和產前診斷。由于通過家系分析，已證實APKD的致病基因與α珠蛋白基因3’端附近的一段小衛星DNA序列即3’HVR(3’ hypervariable region)緊密連鎖，而后者在人群中具有高度多態性，因此可以通過RFLP連鎖分析進行診斷。

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基因診斷的名詞解釋_分類_舉例_的基本原理（精選篇2）

核酸分子雜交是基因診斷的最基本的方法之一。 基因診斷技術它的基本原理是：互補的DNA單鏈能夠在一定條件下結合成雙鏈，即能夠進行雜交。這種結合是特異的，即嚴格按照堿基互補的原則進行，它不僅能在DNA和DNA之間進行，也能在DNA和RNA之間進行。因此，當用一段已知基因的核酸序列作出探針，與變性后的單鏈基因組DNA接觸時，如果兩者的堿基完全配對，它們即互補地結合成雙鏈，從而表明被測基因組DNA中含有已知的基因序列。由此可見，進行基因檢測有兩個必要條件，一是必需的特異的DNA探針;二是必需的基因組DNA。當兩者都變性呈單鏈狀態時，就能進行分子雜交。

一、基因探針基因探針(probe)就是一段與目的基因或DNA互補的特異核苷酸序列，它可以包括整個基因，也可以僅僅是/基因的一部分;可以是DNA本身，也可以是由之轉錄而來的RNA。

1.探針的來源 DNA探針根據其來源有3種：一種來自基因組中有關的基因本身，稱為基因組探針(genomic probe);另一種是從相應的基因轉錄獲得了mRNA，再通過逆轉錄得到的探針，稱為cDNa 探針(cDNa probe)。與基因組探針不同的是，cDNA探針不含有內含子序列。此外，還可在體外人工合成堿基數不多的與基因序列互補的DNA片段，稱為寡核苷酸探針。2.探針的制備 進行分子突變需要大量的探針拷貝，后者一般是通過分子克隆(molecular cloning)獲得的?？寺∈侵赣脽o性繁殖方法獲得同一個體、細胞或分子的大量復制品。當制備基因組DNA探針進，應先制備基因組文庫，即把基因組DNA打斷，或用限制性酶作不完全水解，得到許多大小不等的隨機片段，將這些片段體外重組到運載體(噬菌體、質粒等)中去，再將后者轉染適當的宿主細胞如大腸肝菌，這時在固體培養基上可以得到許多攜帶有不同DNA片段的克隆噬菌斑，通過原位雜交，從中可篩出含有目的基因片段的克隆，然后通過細胞擴增，制備出大量的探針。

為了制備cDNA 探針，首先需分離純化相應mRNA，這從含有大量mRNA的組織、細胞中比較容易做到，如從造血細胞中制備α或β珠蛋白mRNA。有了mRNA作模板后，在逆轉錄酶的作用下，就可以合成與之互補的DNA(即cDNA)，cDNA與待測基因的編碼區有完全相同的堿基順序，但內含子已在加工過程中切除。

寡核苷酸探針是人工合成的，與已知基因DNA互補的，長度可從十幾到幾十個核苷酸的片段。如僅知蛋白質的氨基酸順序量，也可以按氨基酸的密碼推導出核苷酸序列，并用化學方法合成。

3.探針的標記 為了確定探針是否與相應的基因組DNA雜交，有必要對探針加以標記，以便在結合部位獲得可識別的信號,通常采用放射性同位素32P標記探針的某種核苷酸α磷酸基。但近年來已發展了一些用非同位素如生物素、地高辛配體等作為標記物的方法。但都不及同位素敏感。非同位素標記的優點是保存時間較長,而且避免了同位素的污染。最常用的探針標記法是缺口平移法(nicktranslation)。

探針的標記也可以采用隨機引物法，即向變性的探針溶液加入6個核苷酸的隨機DNA小片段，作為引物，當后者與單鏈DNA互補結合后，按堿基互補原則不斷在其3’OH端添加同位素標記的單核苷酸，這樣也可以獲得比放射性很高的DNA探針。

二、限制性核酸內切酶(restrictionendonuclease)，又簡稱限制酶或內切酶。它們是基因工程和基因診斷重要的一類工具酶。它們的發現和應用為從基因組中分離目的基因提供了必要的手段.限制酶能特異地識別和切割特異的核苷酸序列，將雙鏈DNA切成較小的片段。酶切后目的基因可能完整地或部分地保存于某一DNA片段上，并被分離出來。

限制酶主要來源于原核生物，是一組能水解DNA磷酸二酯鍵的酶。迄今已發現的限制酶多達數百種，分為三類。在基因工程中使用的主要是第二類。限制酶根據其來源命名。

每種限制酶識別和切割的通常為4-6個核苷酸序列，稱為限制性位點(restriction sites)或切點。限制酶切割雙鏈DNA的方式有兩種，產生的末端也有兩種：第一種是交錯切割，即兩條鏈的切點不在同一水平而是相隔數個堿基，故斷口產生兩小段自身互補的單鏈，這種末端容易互補連接，稱為粘性末端(cohesive terminus);第二種為平整切割。

限制酶的上述特性在基因工程和基因診斷中具有重要用途：①首先不論DNA的來源如何，用同一種內切酶切割后產生的粘性末端很容易重新連接，因此很容易將人和細菌或人和質粒任何兩個DNA片段連接在一起，即重新組合，這是重組DNA技術的基礎。②人類的基因組很大，不切割無法分析其中的基因。限制酶能把基因組在特異的部位切開，即切割不是隨機的，因而從每個細胞的基因組得到的是相同的一組長度各異的片段。這些可能含有某一基因的片段可用電泳分離，并加以研究。③由于限制酶的特異性，如果識別位點的堿基發生了改變，限制酶將不再能切割;同樣，堿基的改變也可能導致出現新的酸切位點。在人類基因組中，這兩種情況是十分常見的，而切點的消失或出現將影響獲得的DNA片段的長度，表現為限制性片段長度多態性(RFLP)，這在基因的連鎖診斷中具有極重要的意義。

三、限制性片段長度多態性一個人的兩套單倍體DNA是不完全相同的，一般每100-500個堿基對就有一個是不相同的。換言之，如果把兩套基因組DNA(各3.2×109bp)排列起來，那么平均有1000萬處不同，它們多位于內含子序列中。實際上，除單卵雙生子外，人群中沒有兩個個體的基因組DNA是完全相同的。

DNA的多態性雖可通過DNA測序檢出，但用限制酶消化卻是最常用的檢測方法。

1.RFLP由于堿基的變異可能導致酶切點的消失或新的切點出現，從而引起不同個體在用同一限制酶切時，DNA片段長度出現差異，這種由于內切酶切點變化所導致的DNA片段長度的差異，稱為限制性片段長度多態性(restriction fragmentlength polymporphism, RFLP)。RFLP反映了常見的個體間DNA核苷酸的可遺傳性變異，它按照孟德爾方式遺傳。RFLP可用Southern印跡雜交法檢出。用Southern雜交檢出RFLP時，如探針跨越切點，則被切開的兩個片段均可與探針雜交，從而顯示兩條雜交帶。

2.兩點RFLP

(1)點多態(point polymorphism)：是由于單個或少數堿基的改變引起酶切點的出現或消失所致的RFLP。上述的RFLP即屬于這一類。它們屬經典的RFLP。在人類基因組中已發現數以百計的此類多態位點。

(2)數目變異的串連重復(variable number tandem repeats,VNTR)：上述經典的單個堿基取代所致的RFLP一般只能檢測到一種雜合性的兩種形式，即“有”或“無”某個限制酶切位點，而且每個位點在人群中的雜合子頻率通常不會超過50%，當被測個體為純合狀態時，利用RFLP就無法得到所需要的多態信息。此外，在整個基因組中，這類RFLP目前發現的數量還有限，并分布不勻。

但是，在人類基因組中還存在一類DNA重復序列，稱為小衛星DNA。它們分布十分廣泛，每一個單位通常只有16-28bp長，但其重復次數在人群中是高度變異的。當用限制酶切割VNTR區時，只要酶切點不在重復區內，就可能得到各種長度不同的片段與小衛星DNA不同，另一類重復序列是衛星DNA。它們的基本序列有1-6bp，如(TA)n、(CGG)n等，通常重復10-60次并呈高度的多態性。

VNTR具有高度的變異性，同時也是按照孟德爾方式遺傳的，因此是很好的遺傳標記，由于它們類型眾多和在基因組中分布廣泛，因而在基因連鎖診斷中應用日益廣泛。

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基因診斷的名詞解釋_分類_舉例_的基本原理（精選篇3）

基因診斷可分為兩類：

基因直接診斷

直接檢查致病基因本身的異常。它通常使用基因本身或緊鄰的DNA序列作為探針，或通過PCR擴增產物，以探查基因無突變、缺失等異常及其性質，這稱為直接基因診斷，它適用已知基因異常的疾病;

基因間接診斷

當致病基因雖然已知但其異常尚屬未知時，或致病基因本身尚屬未知時，也可以通過對受檢者及其家系進行連鎖分析，以推斷前者是否獲得了帶有致病基因的染色體。連鎖分析是基于緊密連鎖的基因或遺傳標記通常一起傳給子代，因而考察相鄰DNA是否傳遞給了子代，可以間接地判斷致病基因是否傳遞給子代。連鎖分析多使用基因組中廣泛存在的各種DNA多態性位，特別是基因突變部位或緊鄰的多態性位點作為標記。RFLP、VNTR、SSCP、AMP-FLP等技術均可用于連鎖分析。