Teknologi Diagnostik Genetik

Reaksi rantai polimerase (PCR) adalah teknik laboratorium yang dapat menghasilkan banyak salinan gen atau segmen gen, yang semakin membantu memudahkan dalam mempelajari gen. Segmen spesifik asam deoksiribonukleat (DNA), seperti gen spesifik, dapat disalin (diamplifikasi) di laboratorium. Dimulai dengan satu molekul DNA, pada akhir 30 kali penggandaan (hanya beberapa jam kemudian) sekitar satu miliar salinan diproduksi.

Suatu probe gen dapat digunakan untuk menemukan suatu bagian spesifik dari suatu gen (suatu segmen dari DNA gen) atau gen utuh dalam suatu kromosom tertentu. Probe dapat digunakan untuk menemukan segmen DNA normal atau yang bermutasi. Segmen DNA yang telah diklon atau disalin menjadi probe berlabel ketika atom radioaktif atau pewarna fluoresens ditambahkan ke dalamnya. Probe akan mencari segmen bayangan cermin DNA dan berikatan dengannya. Probe berlabel kemudian dapat dideteksi dengan teknik mikroskopis dan fotografi yang canggih. Dengan probe gen, sejumlah kelainan dapat didiagnosis sebelum dan sesudah kelahiran. Di masa mendatang, probe gen mungkin akan digunakan untuk menguji orang-orang terkait banyak kelainan genetik utama secara bersamaan.

Chip DNA adalah alat bantu kuat yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi mutasi DNA. Satu mikrolarik dapat menguji jutaan perubahan DNA yang berbeda hanya dengan menggunakan 1 sampel. Mikrolarik DNA digunakan dalam studi asosiasi genom (GWAS) untuk mengidentifikasi varian yang dapat berkontribusi terhadap risiko penyakit dengan membandingkan DNA dari sejumlah besar orang dan populasi normal.

aCGH adalah suatu jenis mikrolarik yang sekarang digunakan secara rutin untuk mengidentifikasi segmen DNA yang didelesi atau diduplikasi pada kromosom tertentu. Dalam larik ini, DNA dari seseorang dibandingkan dengan genotipe referensi (kombinasi unik gen atau susunan genetik seseorang) menggunakan banyak probe. Pewarna fluoresens berwarna yang berbeda ditambahkan ke DNA orang tersebut dan ke sampel referensi. Jika suatu segmen hilang, probe mendeteksi penurunan jumlah pewarna fluoresens dalam sampel DNA seseorang relatif terhadap sampel referensi. Jika segmen diduplikasi atau digandakan tiga kali, probe mendeteksi peningkatan jumlah pewarna fluoresens pasien relatif terhadap sampel referensi. Probe ini dapat digunakan untuk menguji seluruh genotipe.

Teknologi pengurutan generasi baru dapat mendeteksi bahkan bagian-bagian gen dan DNA yang lebih kecil dengan memecah seluruh genotipe (atau genom) menjadi beberapa segmen kecil dan kemudian menganalisis urutan DNA dari beberapa atau semua segmen. Hasilnya kemudian dianalisis dengan komputer yang tangguh. Variasi tunggal atau multipel pada basa dapat diidentifikasi beserta area tempat basa hilang atau telah disisipkan di tempat yang salah. Biaya teknologi ini telah mengalami penurunan drastis dan terus menurun. Peralatan dan metode komputasi juga terus meningkat.

Beberapa dari variasi ini dapat membantu dokter mendiagnosis kelainan genetik. Teknologi pengurutan generasi baru sangat sensitif sehingga dokter dapat mendeteksi DNA dari janin dalam sampel darah yang diambil dari ibu dan menganalisisnya untuk menentukan bahwa janin mengalami sindrom Down. Namun, banyaknya volume informasi yang dihasilkan dengan menganalisis genotipe menghasilkan berbagai masalah yang terkadang menyulitkan dokter untuk memahami dan menafsirkan hasilnya (misalnya, untuk membedakan perbedaan penting dari yang acak atau sepele). Kendati adanya masalah ini, teknik-teknik ini telah menjadi andalan dalam tes genetik.