ДНК МИКРОРАЧУНИ: ПОСТУПАК И ПРИМЕНЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

ДНК мицроарраи , такође зове ДНК чип или ДНК мицроарраи састоји се од низа фрагмената ДНК причвршћеном за физички подршку променљиве материјала, било пластике или стакла. Сваки део ДНК представља низ који је комплементаран одређеном гену.

Главни циљ микрорачуна је компаративно проучавање изражавања одређених гена који су од интереса. На пример, уобичајено је да се ова техника примењује на два узорка - један у здравим условима и један патолошки - да би се идентификовало који гени се експримирају, а који нису у узорку са стањем. Споменути узорак може бити ћелија или ткиво.

Написао Папхраг из енглеске Википедије (пребачен са ен.википедиа у Цоммонс.), Виа Викимедиа Цоммонс

Генерално, експресија гена се може открити и квантификовати употребом флуоресцентних молекула. Манипулација чиповима у већини случајева врши робот и истовремено се може анализирати велики број гена.

Ова нова технологија је корисна за широк спектар дисциплина, од медицинске дијагностике до различитих студија молекуларне биологије у областима протеомике и геномике.

Од чега се састоји?

ДНК микрозони (деоксирибонуклеинска киселина) су скуп специфичних ДНК сегмената везаних за чврсту матрицу. Ове секвенце су комплементарне гене који желе да их проучавају и не може бити до 10.000 гена по цм ² .

Ове карактеристике омогућавају систематско и масовно проучавање експресије гена организма.

Информације које ћелија треба да функционише кодирају се у јединицама које се зову "гени". Одређени гени садрже упутства за стварање есенцијалних биолошких молекула који се називају протеинима.

Ген се изражава ако се његова ДНК транскрибира у посредни молекул РНА и експресија гена може да варира у зависности од нивоа транскрипције овог сегмента ДНК. У одређеним случајевима, промена у изражавању може указивати на болести.

Принцип хибридизације омогућава рад микрорачуна. ДНК је молекул састављен од четири врсте нуклеотида: аденина, тимина, гванина и цитозина.

Да би се формирала структура двоструке спирале, аденинске групе са тимином и цитозин са гванином. Тако се два комплементарна ланца могу спојити водоничним везама.

Врсте микрорачунара

У погледу структуре микрорачуна, постоје две варијације: по мери прилагођени комплементарни ДНК или олигонуклеотиди и комерцијални микрорачуни високе густине произведени од комерцијалних компанија, попут Аффиметрик ГенеЦхип.

Прва врста микрораста омогућава анализу РНК из два различита узорка на једном чипу, док је друга варијација комерцијалног типа и има велики број гена (на пример, Аффиметрик ГенеЦхип има око 12.000 људских гена) који омогућава анализу један узорак.

Процес

Изолација РНА

Први корак у спровођењу експеримента коришћењем микроарраи технологије је изолација и пречишћавање молекула РНА (она може бити гласник РНА или друге врсте РНА).

Ако желите да упоредите два узорка (здрави против болесних, контрола у односу на лечење, између осталог), мора се извршити изолација молекула у оба ткива.

Производња и обележавање цДНА

Потом се РНА подвргне процесу обрнуте транскрипције у присуству обележених нуклеотида и на тај начин ће се добити комплементарна ДНК или цДНА.

Ознака може бити флуоресцентна и мора се разликовати између два ткива која се анализирају. На традиционалан начин се користе флуоресцентна једињења Ци3 и Ци5, која емитују флуоресценцију на различитим таласним дужинама. У случају Ци3, то је боја блиска црвеној, а Ци5 одговара спектру између наранџасте и жуте боје.

Хибридизација

ЦДНА се мешају и инкубирају у ДНК микрорасту како би се омогућила хибридизација (тј. Долази до везивања) цДНА из оба узорка са делом ДНК имобилизованим на чврстој површини микрорачунања.

Већи проценат хибридизације са сондом у микрорачуну тумачи се као већи експресија ткива одговарајуће мРНА.

Читање система

Квантификација израза се врши укључивањем читача система који додељује шифру боје количини флуоресценције коју емитује свака цДНА. На пример, ако се црвена користи за обележавање патолошког стања и она се хибридизира у већем удјелу, црвена компонента ће бити доминантна.

Помоћу овог система може се знати прекомерна експресија или репресија сваког гена анализирана у оба одабрана стања. Другим речима, транскрипт узорака процењених у експерименту може бити познат.

Ларссоно, са Викимедиа Цоммонс

Апликације

Тренутно се микрорацени сматрају веома моћним алатима у медицини. Ова нова технологија омогућава дијагностику болести и боље разумевање модификације експресије гена у различитим медицинским условима.

Даље, омогућава поређење контролног ткива и ткива третираног одређеним леком, како би се проучили ефекти могућег лечења.

Да би се то постигло, нормално и болесно стање се упоређују пре и после примене лека. Проучавајући утицај лека на геном ин виво, добили смо бољи преглед његовог механизма деловања. Такође, може се разумети зашто неки одређени лекови доводе до нежељених нуспојава.

Рак

Рак је на врху листе болести које су проучаване ДНК микрорастима. Ова методологија је коришћена за класификацију и прогнозу болести, посебно у случају леукемије.

Поље истраживања овог стања укључује компресију и карактеризацију молекуларних база ћелија рака да би се пронашли обрасци експресије гена који резултирају неуспехом у регулацији ћелијског циклуса и процесима ћелијске смрти (или апоптозе).

Остале болести

Коришћењем микрорачуна, било је могуће разјаснити различите профиле гена различитости у медицинским стањима алергија, примарних имунодефицијенција, аутоимуних болести (попут реуматоидног артритиса) и заразних болести.

Референце

1. Беднар М. (2000). Технологија и примена ДНК микрораста. Медицински научни монитор, 6 (4), МТ796-МТ800.
2. Курелла, М., Хсиао, ЛЛ, Иосхида, Т., Рандалл, ЈД, Цхов, Г., Саранг, СС,… & Гулланс, СР (2001). Анализа ДНК микрорастањем сложених биолошких процеса. Часопис Америчког удружења за нефрологију, 12 (5), 1072-1078.
3. Нгуиен, ДВ, Булак Арпат, А., Ванг, Н., и Царролл, РЈ (2002). Експерименти са ДНК микрораспадањем: биолошки и технолошки аспекти. Биометрицс, 58 (4), 701-717.
4. Плоус, ЦВ (2007). ДНК микрорачуни и њихова примена у биомедицинским истраживањима. Часопис ЦЕНИЦ. Биологицал Сциенцес, 38 (2), 132-135.
5. Вилтген, М., и Тилз, ГП (2007). Анализа ДНК микрораста: принципи и клинички утицај. Хематологија, 12 (4), 271-287.