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Tecniche di diagnosi genetica

Di

David N. Finegold

, MD, University of Pittsburgh

Ultima modifica dei contenuti lug 2021
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Le tecniche di diagnosi genetica sono in rapido miglioramento. Una piccola quantità di DNA può essere amplificata utilizzando il processo di reazione a catena della polimerasi (PCR), che può produrre milioni di copie di un gene o di segmenti genetici. L'RNA può essere amplificato combinando l'enzima trascrittasi inversa con la PCR (reazione a catena della polimerasi) tradizionale.

Le sonde geniche possono essere usate per localizzare segmenti specifici di DNA normale o mutato. Diversi tipi di sonde possono indagare una vasta gamma di sequenza del DNA di diverse dimensioni. Un segmento di DNA noto può essere clonato e successivamente etichettato con un fluoroforo (usando ibridazione fluorescente in situ); questo segmento viene poi combinato con un campione di prova. Il DNA marcato si lega al suo segmento complementare di DNA e può essere individuato misurando la quantità e il tipo di fluorescenza. Le sonde geniche sono in grado di rilevare un grosso numero di malattie, prima e dopo la nascita.

Gli array di oligonucleotidi (sonde) sono un altro tipo di sonda ora quotidianamente utilizzato per identificare le regioni delete o duplicate di sequenze di DNA in cromosomi specifici dell'intero genoma. Il DNA di un paziente viene confrontato con un genoma di riferimento utilizzando svariate sonde oligonucleotidiche. Usando tali sonde, può essere testato l'intero genoma (studiato).

I microchip sono potenti strumenti che possono essere utilizzati per identificare mutazioni del DNA, di pezzi di RNA o proteine. Un singolo chip può testare milioni di mutazioni diverse del DNA utilizzando un solo campione. I microchip offrono una risoluzione più fine per l'intero genoma rispetto agli array di oligonucleotidi.

Le tecnologie di sequenziamento di ultima generazione hanno cambiato radicalmente l'approccio alla diagnosi genetica. Questa tecnologia comporta la rottura dell'intero genoma in piccoli segmenti, il sequenziamento dei segmenti e quindi il riassemblaggio delle sequenze utilizzando tecniche di calcolo intensivo per fornire la sequenza delle basi dell'intero genoma o per regioni più limitate, come la porzione espressa del genoma noto come esoma. Questo processo aiuta a identificare le variazioni di nucleotidi singoli o multipli, nonché le aree di inserzione o delezione. I costi di questa tecnologia sono drammaticamente diminuiti e continuano a scendere. Anche l'attrezzatura e i metodi computazionali continuano a migliorare.

Questa tecnologia rivoluzionaria e in rapida evoluzione ha trasferito una parte significativa degli aspetti tecnici della diagnosi genetica al sequenziamento di prossima generazione ed è diventata il cardine della diagnosi genetica. Tuttavia, il volume di informazioni generato dal sequenziamento dell'esoma o del genoma si traduce in una varietà di problemi interpretativi che complicano la comprensione dei risultati. Nonostante questi problemi, queste tecniche sembrano essere la tecnologia del futuro.

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