Πώς παράγεται μια Γονιδιωματική Βιβλιοθήκη

Η γονιδιωματική βιβλιοθήκη είναι ένας από τους δύο τύπους βιβλιοθηκών DNA που περιέχουν συνολικό χρωμοσωμικό DNA ενός συγκεκριμένου οργανισμού. Μέσα στη γονιδιωματική βιβλιοθήκη, διαφορετικά ένθετα DNA αποθηκεύονται σε έναν πληθυσμό πανομοιότυπων φορέων. Προκειμένου να παρασκευαστεί μια γονιδιωματική βιβλιοθήκη ενός συγκεκριμένου οργανισμού, το γονιδιωματικό DNA θα πρέπει να απομονωθεί από τον οργανισμό. Τα περιοριστικά ένζυμα χωνεύουν το γονιδιωματικό DNA σε συγκεκριμένες αλληλουχίες DNA, με αποτέλεσμα θραύσματα γονιδιωματικού DNA. Κάθε θραύσμα μπορεί να περιέχει ένα ή δύο γονίδια. Αυτά τα θραύσματα εισάγονται σε έναν συγκεκριμένο τύπο φορέα και μετασχηματίζονται σε βακτήριο ξενιστή για να παρασκευαστεί ένας κλώνος DNA.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η Γονιδιωματική Βιβλιοθήκη
– Ορισμός, Γεγονότα
2. Πώς παράγεται μια Γονιδιωματική Βιβλιοθήκη
– Διαδικασία, Τίτλος, Διαλογή

Βασικοί όροι:Γονιδιωματική Βιβλιοθήκη, Τίτλος, Πέψη περιορισμού, Έλεγχος

Τι είναι η Γονιδιωματική Βιβλιοθήκη

Μια γονιδιωματική βιβλιοθήκη είναι ένα σύνολο κλώνων DNA που αντιπροσωπεύουν ολόκληρο το περιεχόμενο του DNA ενός συγκεκριμένου οργανισμού. Οι κλώνοι DNA πολλαπλασιάζονται με αντιγραφή σε μικροοργανισμούς. Μια γονιδιωματική βιβλιοθήκη επιτρέπει στους ερευνητές να απομονώσουν ένα τμήμα DNA που ενδιαφέρει από τη βιβλιοθήκη για μελέτη. Οι γονιδιωματικές βιβλιοθήκες είναι σημαντικές για την αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος.

Πώς παράγεται μια Genomic Library

Τα βήματα που εμπλέκονται στην προετοιμασία μιας γονιδιωματικής βιβλιοθήκης περιγράφονται παρακάτω.

Εξαγωγή και καθαρισμός γονιδιωματικού DNA
Πέψη του γονιδιωματικού DNA με ένα συγκεκριμένο ένζυμο περιορισμού – Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ένα σύνολο θραυσμάτων DNA με παρόμοιο μέγεθος. Κάθε θραύσμα μπορεί να περιέχει ένα ή δύο γονίδια του γονιδιώματος.
Τα θραύσματα DNA εισάγονται σε έναν συγκεκριμένο τύπο φορέων – Ο φορέας χωνεύεται με το ίδιο ένζυμο περιορισμού που ακολουθείται από απολίνωση των ενθέτων στους φορείς. Η επιλογή ενός φορέα εξαρτάται από το μέγεθος του γονιδιώματος. Οι χωρητικότητες του διανύσματος φαίνονται παρακάτω.

Πίνακας 1:Διανυσματική χωρητικότητα

Τύπος διανύσματος	Μέγεθος εισαγωγής
Πλασμίδια	10 kb
Βακτηριοφάγος λάμδα	20 kb
Κοσμίδια	45 kb
Βακτηριοφάγος P1	70-100 kb
P1 τεχνητό χρωμόσωμα (PAC)	130-150 kb
Βακτηριακό τεχνητό χρωμόσωμα (BAC)	120-300 kb
Τεχνητό χρωμόσωμα ζύμης (YAC)	250-2000 kb

4. Μεταμόρφωση σε ξενιστή – Ο ξενιστής είναι βακτήρια ή ζυμομύκητες στις περισσότερες περιπτώσεις. Ένας κλώνος ενός συγκεκριμένου θραύσματος DNA σχηματίζεται κατά την αντιγραφή του ξενιστή.

Εικόνα 1:Προετοιμασία γονιδιωματικής βιβλιοθήκης

Προσδιορισμός του τίτλου της βιβλιοθήκης

Ο τίτλος της βιβλιοθήκης επιτρέπει στους ερευνητές να κατανοήσουν πόσα μετασχηματισμένα κύτταρα ξενιστές υπάρχουν στο δείγμα. Γίνεται αραιώνοντας τα μετασχηματισμένα κύτταρα και μετρώντας τον αριθμό των κυττάρων ανά όγκο.

Βιβλιοθήκη προβολής

Η διαλογή επιτρέπει την απομόνωση ενός συγκεκριμένου θραύσματος DNA από τη βιβλιοθήκη. Μπορεί να γίνει κυρίως με δύο τρόπους, είτε με άμεση επιλογή ανασυνδυασμών είτε με ανίχνευση έκφρασης. Η άμεση επιλογή μπορεί να γίνει με PCR και υβριδισμό αποικιών.

Συμπέρασμα

Μια γονιδιωματική βιβλιοθήκη είναι μια συλλογή θραυσμάτων DNA που αντιπροσωπεύουν ολόκληρο το περιεχόμενο DNA στο γονιδίωμα ενός συγκεκριμένου οργανισμού. Παράγεται με την εισαγωγή του κατακερματισμένου DNA του γονιδιώματος σε έναν φορέα και τη μετατροπή των ανασυνδυασμένων μορίων σε ένα κύτταρο ξενιστή για πολλαπλασιασμό.

Αναφορά:

1. Kumar, Chinnu S. "Genomic Library." LinkedIn SlideShare , 4 Οκτ. 2015, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Genomic Library Construction" By Aluquette – Ίδιο έργο (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia