Τι είναι η μικροσυστοιχία DNA;

Τι είναι το DNA microarray;

Μια μικροσυστοιχία DNA είναι ένα ισχυρό εργαλείο που χρησιμοποιείται στη μοριακή βιολογία για την ανάλυση της γονιδιακής έκφρασης, την ανίχνευση γενετικών παραλλαγών και τη λειτουργία γονιδιακής μελέτης. Λειτουργεί ουσιαστικά σαν ένα μικροσκοπικό εργαστήριο σε ένα τσιπ , επιτρέποντας στους ερευνητές να εξετάζουν ταυτόχρονα χιλιάδες γονίδια ταυτόχρονα.

Ακολουθεί μια ανάλυση του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί:

1. Το τσιπ:

* Μια μικροσυστοιχία DNA αποτελείται από μια συμπαγή επιφάνεια, συνήθως μια γυάλινη ολίσθηση ή ένα τσιπ πυριτίου, πάνω στο οποίο χιλιάδες ή ακόμα και εκατομμύρια ανιχνευτές ϋΝΑ μονοκύλων συνδέονται σε ένα πολύ οργανωμένο πλέγμα.

* Κάθε ανιχνευτής αντιπροσωπεύει ένα συγκεκριμένο γονίδιο ή ακολουθία ενδιαφέροντος.

2. Το δείγμα:

* Το δείγμα που πρόκειται να αναλυθεί είναι συνήθως RNA , που εξάγεται από κύτταρα ή ιστούς.

* Αυτό το RNA είναι αντίστροφη μεταγραφόμενη σε cDNA (συμπληρωματικό DNA), το οποίο στη συνέχεια επισημαίνεται με φθορίζουσα βαφή.

3. Υβριδισμός:

* Το επισημασμένο cDNA στη συνέχεια προστίθεται στο τσιπ μικροσυστοιχίας.

* Τα μόρια cDNA συνδέονται με τους συμπληρωματικούς ανιχνευτές τους στο τσιπ μέσω υβριδοποίηση .

* Η ένταση του φθορισμού σήματος σε κάθε θέση ανιχνευτή αντικατοπτρίζει την ποσότητα του mRNA που υπάρχει στο αρχικό δείγμα για το αντίστοιχο γονίδιο.

4. Ανάλυση:

* Το τσιπ microarray σαρώνεται χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ και τα φθορίζοντα σήματα ανιχνεύονται και αναλύονται με λογισμικό υπολογιστών.

* Αυτή η ανάλυση αποκαλύπτει τα επίπεδα έκφρασης γονιδίων (προς τα πάνω ή προς τα κάτω ρυθμισμένα) και παρέχει πληροφορίες σχετικά με τις κυτταρικές διεργασίες, τις οδούς νόσου και άλλα βιολογικά φαινόμενα.

Τύποι μικροσυστοιχιών DNA:

* μικροσυστοιχίες ολιγονουκλεοτιδίων: Χρησιμοποιήστε ανιχνευτές σύντομων συνθετικών ϋΝΑ (20-50 νουκλεοτίδια).

* μικροσυστοιχίες cDNA: Χρησιμοποιήστε μακρύτερα θραύσματα cDNA ως ανιχνευτές.

* μικροσυστοιχίες πρωτεΐνης: Χρησιμοποιήστε αντισώματα ή άλλες πρωτεΐνες ως ανιχνευτές για να μελετήσετε τις αλληλεπιδράσεις πρωτεΐνης-πρωτεΐνης.

Εφαρμογές μικροσυστοιχίας DNA:

* Προφίλ έκφρασης γονιδίων: Προσδιορισμός γονιδίων που εκφράζονται διαφορικά σε διαφορετικές συνθήκες (π.χ. ασθένεια έναντι υγιεινής).

* Ανακάλυψη φαρμάκων: Προσδιορισμός δυνητικών στόχων φαρμάκων και αξιολόγηση των επιδράσεων των φαρμάκων στην έκφραση γονιδίων.

* Διάγνωση της νόσου: Διακρίνοντας μεταξύ διαφορετικών καταστάσεων ασθενειών με βάση τα πρότυπα γονιδιακής έκφρασης.

* Γενετικές δοκιμές: Προσδιορισμός γενετικών παραλλαγών που σχετίζονται με ασθένειες ή χαρακτηριστικά.

* Γεωργία: Μελετώντας τις αντιδράσεις των φυτών στο στρες, τα παθογόνα και τις περιβαλλοντικές αλλαγές.

Πλεονεκτήματα των μικροσυστοιχιών DNA:

* Υψηλή απόδοση: Αναλύστε χιλιάδες γονίδια ταυτόχρονα.

* Ευαισθησία: Ανίχνευση λεπτών αλλαγών στην γονιδιακή έκφραση.

* ευελιξία: Ισχύει για διάφορους ερευνητικούς τομείς.

* Κόστος αποδοτικό: Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους.

Περιορισμοί των μικροσυστοιχιών DNA:

* Cross-Hybridization: Οι ανιχνευτές μπορούν να υβριδοποιηθούν σε αλληλουχίες μη στόχων.

* Παραλλαγή παρτίδας προς παρτίδα: Μεταβλητότητα στη σύνθεση του ανιχνευτή και τις συνθήκες υβριδισμού.

* Ανάλυση δεδομένων πολυπλοκότητα: Απαιτεί εξειδικευμένη τεχνογνωσία λογισμικού και βιοπληροφορικής.

Συνολικά, οι μικροσυστοιχίες DNA είναι ένα ισχυρό εργαλείο για τη μελέτη της γονιδιακής έκφρασης και άλλων βιολογικών διεργασιών. Έχουν φέρει επανάσταση στη μοριακή βιολογία και συνεχίζουν να διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο σε διάφορους επιστημονικούς τομείς.