DNA microarrays במה זה מורכב, הליך ויישומים



א מיקרו, כמו כן נקרא שבב DNA או microarray DNA, הוא מורכב מסדרה של שברי DNA מעוגן לתמיכה פיזית של חומר משתנה, פלסטיק או זכוכית. כל פיסת DNA מייצגת רצף משלים לגן מסוים.

המטרה העיקרית של microarrays הוא מחקר השוואתי של הביטוי של גנים מסוימים של עניין. לדוגמה, זה נפוץ כי טכניקה זו מוחלת על שני דגימות - אחד בתנאים בריאים אחד פתולוגי - כדי לזהות אילו גנים באים לידי ביטוי ואינם במדגם המציג את המצב. המדגם אמר יכול להיות תא או רקמה.

בדרך כלל ניתן לבטא את ביטוי הגנים ולכמתם בזכות השימוש במולקולות ניאון. המניפולציה של השבבים מתבצעת ברוב המקרים על ידי רובוט וניתן לנתח מספר רב של גנים בו זמנית.

טכנולוגיה חדשנית זו שימושית עבור מגוון רחב של דיסציפלינות, החל אבחון רפואי למחקרים ביולוגיים מולקולריים שונים בתחומים של proteomics ו גנומיקה.

אינדקס

  • 1 מה זה מורכב??
    • 1.1 סוגי microarray
  • 2 נוהל
    • 2.1 בידוד רנ"א
    • 2.2 ייצור ותוויות של cDNA
    • 2.3 הכלאה
    • 2.4 קריאת מערכת
  • 3 יישומים
    • 3.1 סרטן
    • 3.2 מחלות אחרות
  • 4 הפניות

מה זה מורכב??

DNA microarrays (חומצה deoxyribonucleic) הם קבוצה של קטעי DNA ספציפיים המצורפת מטריקס מוצק. רצפים אלה משלימים את הגנים שרוצים ללמוד, וייתכן שיהיו עד 10,000 גנים לכל סנטימטר2.

מאפיינים אלה מאפשרים מחקר שיטתי ומסיבי של ביטוי גנים של אורגניזם.

המידע שתא זקוק לפעולתו מקודד ביחידות הנקראות "גנים". גנים מסוימים מכילים הוראות ליצירת מולקולות ביולוגיות חיוניות הנקראות חלבונים.

הגן מתבטא אם הדנ"א שלו הוא transcribed כדי מולקולה מתווך של RNA שליח ואת הביטוי של הגן יכול להשתנות בהתאם לרמה של שעתוק של קטע זה של ה- DNA. במקרים מסוימים, השינוי בביטוי עשוי להצביע על מחלות.

העיקרון של הכלאה עושה את הניתוח של microarrays אפשרי. DNA הוא מולקולה המורכבת מארבעה סוגים של נוקליאוטידים: אדנין, תימין, גואנין וציטוזין.

כדי ליצור את המבנה הסליל כפול, אדנין מקובצת עם תימין ציטוזין עם גואנין. לכן, שתי רשתות משלימות ניתן לקשר על ידי קשרי מימן.

סוגי microarrays

במונחים של המבנה של microarrays, יש שתי וריאציות: תרכובות אישית של DNA משלימים או oligonucleotides, מסחרי צפיפות גבוהה microarrays המיוצרים על ידי חברות מסחריות, כגון Affymetrix GeneChip.

הסוג הראשון של microarray מאפשר ניתוח של רנ"א משני מדגמים שונים בשבב יחיד, בעוד הווריאציה השנייה היא מהסוג המסחרי ויש לו מספר רב של גנים (למשל Affymetrix GeneChip יש כ 12,000 גנים אנושיים) ניתוח המאפשר מדגם אחד.

נוהל

בידוד רנ"א

הצעד הראשון לביצוע ניסוי באמצעות טכנולוגיית microarray הוא בידוד וטיהור של מולקולות RNA (יכול להיות RNA שליח או סוגים אחרים של RNA).

אם ברצונכם להשוות בין שתי דגימות (בריאים לעומת חולים, שליטה לעומת טיפול, בין היתר) יש לבצע את בידוד המולקולה בשתי הרקמות.

ייצור ותוויות של cDNA

לאחר מכן, ה- RNA נתון תהליך של שעתוק לאחור בנוכחות של נוקליאוטידים שכותרתו ולכן DNA משלים או cDNA יושג..

התווית יכולה להיות פלורסנט חייב להיות בר השגה בין שתי הרקמות להיות מנותח. תרכובות פלואורסצנט Cy3 ו Cy5 משמשים באופן מסורתי, שכן הם פולטים הקרינה באורכי גל שונים. במקרה של Cy3 הוא צבע קרוב אדום ו Cy5 מתאים לספקטרום בין כתום וצהוב.

הכלאה

CDNAs מעורבב ואת סעיפי הודגרו ב מערך DNA כדי לאפשר הכלאה (למשל, מחייב מתרחש) cDNA משני המדגמים עם חלק DNA משותק על המשטח המוצק של microarray.

אחוז גבוה יותר של הכלאה עם בדיקה של microarray מתפרשת כמו ביטוי רקמות גדול יותר של mRNA המקביל.

קריאת המערכת

כימות הביטוי נעשה על ידי שילוב של מערכת הקורא מקצה קוד צבע לכמות הקרינה הנפלטת על ידי כל cDNA. לדוגמה, אם אדום משמש כדי לסמן את המצב הפתולוגי והוא הכלאה בפרופורציה גדולה יותר, הרכיב האדום יהיה השולט.

עם מערכת זו ניתן לדעת את overexpression או הדחקה של כל גן ניתח בשני התנאים שנבחרו. במילים אחרות, אתה יכול לדעת את transcriptome של דגימות המוערכים בניסוי.

יישומים

כיום, microarrays נחשבים כלי חזק מאוד בתחום הרפואה. טכנולוגיה חדשה זו מאפשרת לאבחן מחלות ולהבין טוב יותר כיצד ביטוי גנים משתנה בתנאים רפואיים שונים.

בנוסף, הוא מאפשר השוואה של רקמת שליטה ורקמה שטופלה בתרופה מסוימת, על מנת ללמוד את ההשפעות של טיפול רפואי אפשרי.

לשם כך, המצב הנורמלי והמדינה החולה מושווים לפני ואחרי ניהול התרופה. כאשר בוחנים את השפעת התרופה על הגנום in vivo יש לך סקירה טובה יותר של מנגנון הפעולה של זה. בנוסף, ניתן להבין מדוע כמה תרופות מסוימות להוביל לתופעות לוואי לא רצויות.

סרטן

סרטן מעלה את רשימות המחלות הנלמדות באמצעות מיקרו-דנ"א של דנ"א. מטוסולוגיה זו שימשה לסיווג ולפרוגנוזה של המחלה, במיוחד במקרים של לוקמיה.

בתחום החקירות של מצב זה כרוך דחיסה ואפיון של הבסיס המולקולרי של התאים הסרטניים למצוא דפוסים של התבטאות גנים לגרום לכשלים בוויסות מחזור התא ותהליכי מוות תאי (או אפופטוזיס).

מחלות אחרות

By באמצעות מערכי כבר הובהר פרופילי ביטוי דיפרנציאלי של גנים בתנאים רפואי של אלרגיות, חיסוניים ראשוניים, מחלות אוטואימוניות (כגון דלקת מפרקים שגרונית) ומחלות זיהומיות.

הפניות

  1. Bednar, M. (2000). טכנולוגיית microarray DNA ויישום. מדעי הרפואה צג, 6(4), MT796-MT800.
  2. Kurella, M., Hsiao, L., Yoshida, T., Randall, J. D., Chow, G., Sarang, S., ... & Gullans, S. R. (2001). ניתוח microarray DNA של תהליכים ביולוגיים מורכבים. כתב העת של האגודה האמריקנית לנפרולוגיה, 12(5), 1072-1078.
  3. Nguyen, D.V, Bulak Arpat, A., Wang, N., & Carroll, R.J (2002). ניסויים microarray DNA: היבטים ביולוגיים וטכנולוגיים. ביומטריה, 58(4), 701-717.
  4. פלוס, C. V. (2007). DNA microarrays ואת היישומים שלהם במחקר ביו. מגזין CENIC. מדעי החיים, פשרות(2), 132-135.
  5. Wiltgen, M., & Tilz, G. P. (2007). ניתוח microarray DNA: עקרונות השפעה קלינית. המטולוגיה, 12(4), 271-287.