DNS microarrays to sastāvā, procedūrā un lietojumprogrammās



A DNS mikrolīme, To sauc arī par DNS mikroshēmu vai DNS mikroshēmu, kas sastāv no virknes DNS fragmentu, kas nostiprināti pie mainīga materiāla, vai nu no plastmasas, vai no stikla. Katrs DNS gabals ir secība, kas papildina specifisku gēnu.

Microarrays galvenais mērķis ir salīdzinošs pētījums par noteiktu interešu gēnu ekspresiju. Piemēram, ir vispārpieņemts, ka šī metode tiek piemērota diviem paraugiem - viens veseliem apstākļiem un vienam patoloģiskam -, lai noteiktu, kuri gēni tiek ekspresēti un kuri nav paraugā, kas rada stāvokli. Minētais paraugs var būt šūna vai audi.

Parasti gēnu ekspresiju var noteikt un kvantitatīvi noteikt, izmantojot fluorescējošās molekulas. Vairumā gadījumu mikroshēmu manipulācijas veic robots, un vienlaicīgi var analizēt lielu skaitu gēnu.

Šī novatoriskā tehnoloģija ir noderīga dažādām disciplīnām, sākot no medicīniskās diagnostikas līdz dažādiem molekulārās bioloģijas pētījumiem proteomikas un genomikas jomā..

Indekss

  • 1 Ko tas veido??
    • 1.1. Microarray veidi
  • 2 Procedūra
    • 2.1. RNS izolācija
    • 2.2. CDNS ražošana un marķēšana
    • 2.3 Hibridizācija
    • 2.4 Sistēmas nolasīšana
  • 3 Pieteikumi
    • 3.1 Vēzis
    • 3.2 Citas slimības
  • 4 Atsauces

Ko tas veido??

DNS mikrolīme (dezoksiribonukleīnskābe) ir specifisku DNS segmentu kopums, kas piestiprināts pie cietas matricas. Šīs sekvences papildina gēnus, kas vēlas tikt pētīti, un var būt līdz pat 10 000 gēnu uz cm2.

Šīs īpašības ļauj sistemātiski un masveidā pētīt organisma gēnu ekspresiju.

Informācija, kas šūnai nepieciešama tās darbībai, ir kodēta vienībās, ko sauc par "gēniem". Daži gēni satur norādījumus par būtisku bioloģisku molekulu izveidi, ko sauc par proteīniem.

Gēns tiek ekspresēts, ja tā DNS tiek pārrakstīts uz ziņotāja RNS starpmolekulu un gēna ekspresija var mainīties atkarībā no šī DNS segmenta transkripcijas līmeņa. Dažos gadījumos izteiksmes izmaiņas var liecināt par slimībām.

Hibridizācijas princips padara iespējamu mikrolīmeņu darbību. DNS ir molekula, kas sastāv no četriem nukleotīdu veidiem: adenīns, timīns, guanīns un citozīns.

Lai izveidotu dubultu spirālveida struktūru, adenīns ir grupēts ar timīnu un citozīnu ar guanīnu. Tādējādi divas komplementāras ķēdes var saistīt ar ūdeņraža saitēm.

Mikroierīču veidi

Runājot par mikrolīmeņu struktūru, ir divas variācijas: personalizēti komplementārās DNS savienojumi vai oligonukleotīdi, kā arī komerciālu uzņēmumu ražoti komerciāli augsta blīvuma mikrosignāli, piemēram, Affymetrix GeneChip.

Pirmais microarray veids ļauj analizēt RNS no diviem dažādiem paraugiem vienā mikroshēmā, savukārt otrais variants ir komerciāla tipa un tam ir liels gēnu skaits (piemēram, Affymetrix GeneChip ir aptuveni 12 000 cilvēka gēnu), kas ļauj veikt analīzi. vienu paraugu.

Procedūra

RNS izolācija

Pirmais solis, lai veiktu eksperimentu, izmantojot microarray tehnoloģiju, ir RNS molekulu izolēšana un attīrīšana (var būt RNS vai cita veida RNS).

Ja vēlaties salīdzināt divus paraugus (veselus pret slimību, kontroli pret ārstēšanu, cita starpā), jāveic molekulas izolācija abos audos..

CDNS ražošana un marķēšana

Pēc tam RNS tiek pakļauts apgrieztās transkripcijas procesam iezīmētu nukleotīdu klātbūtnē, un tādējādi tiks iegūta komplementārā DNS vai cDNS..

Etiķete var būt fluorescējoša, un tai jābūt diferencētai starp diviem analizējamiem audiem. Tradicionāli tiek izmantoti fluorescējošie savienojumi Cy3 un Cy5, jo tie dažādos viļņu garumos emitē fluorescenci. Cy3 gadījumā tā ir krāsa, kas ir tuvu sarkanai krāsai, un Cy5 atbilst spektram starp oranžu un dzeltenu.

Hibridizācija

CDNS tiek sajauktas un inkubācija tiek veikta DNS mikrolīmeņā, lai ļautu abu paraugu cDNS hibridizācijai (t.i., saistīšanai) ar DNS daļu, kas ir imobilizēta uz mikrolīmeņa cietās virsmas..

Augstāks hibridizācijas procents ar zondi mikrolīmeņā tiek interpretēts kā lielāka mRNS audu izpausme..

Sistēmas nolasīšana

Ekspresijas kvantitatīvā noteikšana tiek veikta, iekļaujot lasītāju sistēmu, kas piešķir krāsu kodu katras cDNS izstarotās fluorescences daudzumam. Piemēram, ja patoloģiskā stāvokļa apzīmēšanai tiek izmantots sarkans, un tas hibridizējas lielākā proporcijā, sarkanais komponents būs dominējošais.

Ar šo sistēmu ir iespējams zināt abu izvēlēto gēnu pārmērīgu ekspresiju vai represijas. Citiem vārdiem sakot, jūs varat zināt eksperimentā novērtēto paraugu transkriptu.

Programmas

Pašlaik mikroaparāti tiek uzskatīti par ļoti spēcīgiem instrumentiem medicīnas jomā. Šī jaunā tehnoloģija ļauj diagnosticēt slimības un labāk izprast, kā gēnu ekspresija tiek mainīta dažādos medicīniskos apstākļos.

Turklāt tas ļauj salīdzināt kontroles audu un audu, kas apstrādāts ar noteiktu narkotiku, lai izpētītu iespējamas medicīniskās ārstēšanas ietekmi..

Lai to izdarītu, normālo stāvokli un slimības stāvokli salīdzina pirms un pēc zāļu ievadīšanas. Pētot zāļu ietekmi uz genomu in vivo jums ir labāks pārskats par tā darbības mehānismu. Turklāt var saprast, kāpēc dažas konkrētas zāles izraisa nevēlamas blakusparādības.

Vēzis

Vēzis top DNS slimnīcu pētīto slimību sarakstos. Šī metosoloģija ir izmantota slimības klasifikācijai un prognozēšanai, īpaši leikēmijas gadījumā.

Šī stāvokļa izpēte ietver vēža šūnu molekulāro bāzu saspiešanu un raksturošanu, lai atrastu gēnu ekspresijas modeļus, kas izraisa neveiksmes šūnu cikla regulēšanā un šūnu nāves (vai apoptozes) procesos..

Citas slimības

Izmantojot mikrolīmeņus, esam spējuši noskaidrot gēnu diferenciālās ekspresijas profilus alerģiju, primāro imūndeficītu, autoimūnu slimību (piemēram, reimatoīdā artrīta) un infekcijas slimību apstākļos..

Atsauces

  1. Bednars, M. (2000). DNS microarray tehnoloģija un pielietojums. Medicīnas zinātņu monitors, 6(4), MT796-MT800.
  2. Kurella, M., Hsiao, L., Yoshida, T., Randall, J. D., Chow, G., Sarang, S., ... & Gullans, S. R. (2001). Sarežģītu bioloģisko procesu DNS mikroarray analīze. Amerikas Nefroloģijas biedrības žurnāls, 12(5), 1072-1078.
  3. Nguyen, D.V., Bulak Arpat, A., Wang, N. & Carroll, R.J. (2002). DNS microarray eksperimenti: bioloģiskie un tehnoloģiskie aspekti. Biometrija, 58(4), 701-717.
  4. Plous, C. V. (2007). DNS mikrolīme un to pielietojums biomedicīnas pētniecībā. CENIC Magazine. Bioloģijas zinātnes, 38(2), 132-135.
  5. Wiltgen, M., un Tilz, G. P. (2007). DNS microarray analīze: principi un klīniskā ietekme. Hematoloģija, 12(4), 271-287.