Как понять, что заболевание наследственное?
Перед тем как приступить к поиску мутации в ДНК, исследователи проводят анализ родословных и выясняют, действительно ли заболевание имеет генетическую природу и по какому типу оно наследуется, рецессивному (https://vetgenomics.ru/aut-rec), доминантному (https://vetgenomics.ru/aut-dom), или вообще сцепленно с X хромосомой (https://vetgenomics.ru/x-rec).
Если заболевание отчетливо прослеживается по родственным линиям и появляется в потомстве с частотами, соответствующими второму закону Менделя, скорее всего оно действительно наследственное и моногенное (вызывается мутацией в единственном гене).
Бывают случаи, когда заболевание явно имеет наследственный характер, однако вызывается мутацией не в одном гене, а в нескольких. В таких случаях (например, дисплазия тазобедренных суставов или большинство типов настоящей эпилепсии) поиск причин заболевания и создание генетических тестов крайне затруднительны.
Например, хотя шизофрения у человека явно имеет наследственную составляющую, она вызывается не одной мутацией. Из-за сложного генетического механизма развития этого заболевания определить ее конкретные причины пока не удается, несмотря на то, что исследования в этой области ведутся очень интенсивно.
Как найти мутацию в стоге сена: величина проблемы
После того, как проведена предварительная работа и результаты указывают на моногенность наследственного заболевания, можно попробовать отыскать вызывающую его мутацию.
Как мы уже знаем, гены находятся в ДНК хромосом, причем каждая хромосома в организме присутствует в двух экземплярах - одна от отца, а другая от матери.
Также мы уже знаем, что копии хромосом от отца и от матери - не совсем копии, в их ДНК существуют отличия, причем немало - тысячи и даже десятки тысяч! Отличия выражаются в том, что последовательности букв ДНК-алфавита (A, T, G и C) в хромосомах одной пары могут в некоторых местах отличаться, например, в каком-то определенном месте вместо A может оказаться G или T или C. Также могут происходить выпадения или вставки участков ДНК разной длины, которые, конечно, также приводят к локальному изменению последовательности ДНК.
Некоторые такие отличия могут вызывать заболевания, а некоторые оказываются нейтральными и вообще не имеют проявления. Таким образом, хромосомы от отца и от матери могут содержать отличающиеся между собой участки ДНК (генетические варианты).
Итак, задача поиска конкретной мутации, сводится, всего-навсего к тому, чтобы попытаться определить, какой из множества присутствующих в больной собаке генетических вариантов отвечает за развитие наследственного заболевания, которым она страдает?