1. Строение генома человека и
генетические заболевания

2. Геном человека
Длина одного генома ~ 2 м

3. Кариотип

4. Кариотип

5. Пример: хромосома 22

6. Компоненты генома

7. Компоненты генома

8. Белок кодирующие гены

9. Геном человека
• Ядерный
• Митохондриальный

10. Митохондриальный геном

11. Сравнение ядерного и
митохондриального геномов

12. Статистика по геному

13. Статистика по геному (продолжение)

14. Сегментные дупликации
-широко распространены в геноме человека

15. Расположение генов

16. Гены, кодирующие РНК

17. Семейства генов могут
объединяться в кластеры

18. Семейства генов

19. Повторы в геноме человека

20. Транспозоны
Лишь малая часть транспозонов человека способна к перемещению

21. LINE-1
Alu-повторы
Alu-повторы характерны для приматов, занимают около 10% генома человека

22. Патогенные варианты в ДНК
• Однонуклеотидные (SNP)
– Миссенс мутации
– Нонсенс мутации
– Мутации сплайсинга
– Сдвиг рамки считывания
– Мутации, влияющие на экспрессию
• Короткие инсерции/делеции
– Вариации количества повторов
• Крупные перестройки
– Делеции/дупликации генов, участков хромосом
– Структурные перестройки
• Эпигенетические варианты

23. SNP

24. Craig Venter
Индивидуальный геном:
• 3,2 миллиона SNP
• 290 000 гетерозиготных инсерций/делеций (от 1 до
571 нуклеотидов)
• 559 000 гомозиготных инсерций/делеций (от 1 до
82 711 нуклеотидов)
• 90 крупных инверсий
• 62 крупных CNV

25. Серповидноклеточная анемия
(миссенс мутация)

26. Нонсенс мутации

27. Мутации сплайсинга

28. Сдвиг рамки считывания

29. SNP в геноме объединяются в гаплотипы

30. SNP в геноме объединяются в гаплотипы

31. Вариации количества повторов
Минисателлиты – 10-50 нуклеотидов
Микросателлиты – 1-4 нуклеотида
Болезнь Хантингтона

32. Дупликации / делеции генов
Альфа-талассемия

33. CNV
(copy number variations)

34. Положение SNP и CNV
SNP
CNV

35. Крупные перестройки

36. Cancer genome

37. Мутации
(по эффекту на функцию гена)
• loss-of-function – продукт теряет функцию
• gain-of-function – продукт приобретает
(усиливает) функцию

38. Мутации loss-of-function

40. Генетическое тестирование
• Анализ определенных (известных)
вариантов
• Поиск мутаций (в гене, во всем геноме)

41. ПЦР
Болезнь Хантингтона

42. Полиморфизм длин
рестрикционных фрагментов

43. Аллель-специфичная ПЦР

44. Лигирование олигонуклеотидных
зондов

45. Гибридизация со специфичными
зондами

47. Секвенирование

48. Гетеродуплекснай анализ
(для поиска гетерозиготных вариантов)

49. Анализ структуры белка

50. SNP-microarray
23andMe

51. Next-generation sequencing
• Таргетное секвенирование
• Экзомное секвенирование
• Полногеномное секвенирование

52. Cell-free fetal DNA
В крови матери с 5 недели беременности 3-6%
внеклеточной ДНК – ДНК плода
Применение:
• Определение пола
• Резус статус плода
• Трисомии
• Анализ различных мутаций
• Полногеномное секвенирование
Высокочувствительные методы:
• Real-time PCR
• Масс-спектрометрия
• Секвенирование
Сложности:
• Низкая концентрация внеклеточной ДНК в крови
• Малая доля ДНК плода в пуле внеклеточной ДНК
• 50% идентичности ДНК плода и матери
в будущем

53. FISH
(хромосомные перестройки)

54. GWAS
Genome Wide Assiciation Study
- масштабный поиск ассоциаций генотипа с
заболеванием
Manhattan Plot

55. Муковисцидоз
Моногенное, аутосомно-
рецессивное заболевание.
Обнаружено более 1500 мутаций.

56. Фармакогенетика
Индивидуальный ответ
организма на лекарственные
препараты может определяться
генотипом