ДНК-мікрочіпи в якій вона складається, процедура і застосування



A ДНК-мікрочіп, Він також називається ДНК-чіпом або ДНК-мікрочіпом, він складається з ряду фрагментів ДНК, закріплених за фізичною опорою змінного матеріалу, або пластика, або скла. Кожна частина ДНК являє собою послідовність, комплементарну конкретному гену.

Основним завданням мікрочіпів є порівняльне вивчення експресії певних представляють інтерес генів. Наприклад, загальноприйнято, що ця методика застосовується до двох зразків - одного при здорових умовах і одного патологічного - для того, щоб визначити, які гени експресуються і які не входять до зразка, який представляє стан. Згаданий зразок може бути клітиною або тканиною.

Як правило, експресія генів може бути виявлена ​​і кількісно визначена завдяки використанню флуоресцентних молекул. Маніпуляція чіпів здійснюється в більшості випадків за допомогою робота, і велика кількість генів може аналізуватися одночасно.

Ця інноваційна технологія корисна для широкого кола дисциплін, від медичної діагностики до різних досліджень молекулярної біології в області протеоміки та геноміки.

Індекс

  • 1 З чого він складається??
    • 1.1 Види мікрочіпів
  • 2 Процедура
    • 2.1 Виділення РНК
    • 2.2 Виробництво та маркування кДНК
    • 2.3 Гібридизація
    • 2.4 Читання системи
  • 3 Програми
    • 3.1 Рак
    • 3.2 Інші захворювання
  • 4 Посилання

З чого вона складається??

ДНК-мікрочіпи (дезоксирибонуклеїнова кислота) являють собою набір специфічних сегментів ДНК, приєднаних до твердої матриці. Ці послідовності є взаємодоповнюючими до генів, які хочуть вивчати, і може бути до 10 000 генів на см2.

Ці характеристики дозволяють систематично і масово вивчати експресію гена організму.

Інформація, яку клітина потребує для своєї роботи, кодується в одиницях, які називаються "генами". Деякі гени містять інструкції для створення істотних біологічних молекул, які називаються білками.

Ген експресується, якщо його ДНК транскрибується в проміжну молекулу РНК, і експресія гена може змінюватися в залежності від рівня транскрипції цього сегмента ДНК. У деяких випадках зміна експресії може свідчити про захворювання.

Принцип гібридизації робить можливим функціонування мікрочіпів. ДНК являє собою молекулу, що складається з чотирьох типів нуклеотидів: аденін, тимін, гуанін і цитозин.

Для утворення подвійної спіральної структури аденін згрупований з тиміном і цитозином з гуаніном. Таким чином, дві комплементарні ланцюги можуть бути пов'язані водневими зв'язками.

Типи мікрочіпів

З точки зору структури мікрочіпів існують дві варіації: персоніфіковані сполуки комплементарних ДНК або олігонуклеотидів, а також комерційні мікрочипи високої щільності, вироблені комерційними компаніями, такими як Affymetrix GeneChip.

Перший тип мікрочіпів дозволяє аналізувати РНК з двох різних зразків на одній чіпі, тоді як друга варіація комерційного типу і має велику кількість генів (наприклад, Affymetrix GeneChip має близько 12000 людських генів), що дозволяє проводити аналіз єдиний зразок.

Процедура

Виділення РНК

Першим кроком для проведення експерименту з використанням технології мікрочіпів є виділення та очищення молекул РНК (може бути РНК-повідомлення або інші типи РНК).

Якщо ви хочете порівняти два зразка (здоровий і хворий, контроль проти лікування, серед інших), необхідно зробити ізоляцію молекули в обох тканинах.

Виробництво та маркування кДНК

Потім РНК піддають процесу зворотної транскрипції в присутності мічених нуклеотидів і таким чином отримують комплементарну ДНК або кДНК..

Мітка може бути флуоресцентною і повинна бути диференційованою між двома тканинами для аналізу. Традиційно використовують флуоресцентні сполуки Cy3 і Cy5, оскільки вони виділяють флуоресценцію при різних довжинах хвиль. У випадку з Cy3 це колір близький до червоного, а Cy5 відповідає спектру між оранжевим і жовтим.

Гібридизація

КДНК змішують і інкубують в мікрочипі ДНК, щоб дозволити гібридизацію (тобто зв'язування) кДНК з обох зразків з частиною ДНК, іммобілізованою на твердій поверхні мікрочіпів..

Більш високий відсоток гібридизації з зондом в мікрочіпі інтерпретується як більша тканинна експресія відповідної мРНК.

Читання системи

Кількісне визначення експресії здійснюється шляхом включення системи зчитування, яка призначає колірний код кількості флуоресценції, випромінюваної кожною кДНК. Наприклад, якщо для позначення патологічного стану використовується червоний колір і він гібридизується в більшій пропорції, переважним буде червоний компонент..

За допомогою цієї системи можна знати надекспресію або репресію кожного гена, проаналізованого в обох вибраних умовах. Іншими словами, можна знати транскриптоми зразків, оцінені в експерименті.

Програми

В даний час мікрочіпи вважаються дуже потужними засобами в галузі медицини. Ця нова технологія дозволяє діагностувати захворювання та краще розуміти, як експресія гена змінюється при різних медичних умовах.

Крім того, це дозволяє порівняти контрольні тканини і тканини, оброблені певним лікарським засобом, з метою вивчення впливу можливого медичного лікування.

Для цього здійснюють порівняння нормального стану і стану хворого до і після введення препарату. При вивченні впливу препарату на геном in vivo у вас є кращий огляд механізму його дії. Крім того, можна зрозуміти, чому деякі конкретні препарати призводять до небажаних побічних ефектів.

Рак

Рак очолює списки захворювань, що вивчаються за допомогою мікрочипів ДНК. Ця методологія була використана для класифікації та прогнозування захворювання, особливо у випадках лейкемії.

Область дослідження цього стану передбачає стиснення і характеристику молекулярних основ ракових клітин з метою виявлення закономірностей експресії генів, які призводять до невдач у регуляції клітинного циклу і в процесах загибелі клітин (або апоптозу)..

Інші захворювання

Завдяки використанню мікрочіпів ми змогли з'ясувати профілі диференціальної експресії генів у медичних умовах алергії, первинних імунодефіцитів, аутоімунних захворювань (таких як ревматоїдний артрит) та інфекційних захворювань..

Список літератури

  1. Bednar, M. (2000). Технологія і застосування мікрочіпів ДНК. Монітор медичної науки, 6(4), MT796-MT800.
  2. Kurella, M., Hsiao, L., Yoshida, Т., Randall, J.D., Chow, G., Sarang, S., ... & Gullans, S.R. (2001). Аналіз мікрочіпів ДНК складних біологічних процесів. Журнал Американського товариства нефрології, 12(5), 1072-1078.
  3. Nguyen, D.V., Bulak Arpat, A., Wang, N., & Carroll, R.J. (2002). Експерименти з мікрочіпів ДНК: біологічні та технологічні аспекти. Біометрія, 58(4), 701-717.
  4. Plous, C. V. (2007). ДНК-мікрочіпи та їх застосування в біомедичних дослідженнях. Журнал CENIC. Біологічні науки, 38(2), 132-135.
  5. Wiltgen, M., & Tilz, G. P. (2007). Аналіз мікрочіпів ДНК: принципи та клінічний вплив. Гематологія, 12(4), 271-287.