İçerisinde DNA mikroarrayler, prosedür ve uygulamalar



bir DNA mikroarray, DNA çipi veya DNA mikroarray de denilen plastik veya cam değişken malzemenin fiziksel desteğine tutturulmuş bir dizi DNA fragmanından oluşur. Her DNA parçası, belirli bir gene tamamlayıcı bir diziyi temsil eder..

Mikrodizilerin temel amacı, belli ilgi konusu genlerin ekspresyonunun karşılaştırmalı çalışmasıdır. Örneğin, bu tekniğin, hangi genlerin ifade edildiğini ve durumu sunan numunede bulunmadığını tespit etmek için biri sağlıklı koşullar altında ve biri patolojik olan iki örneğe uygulanması yaygındır. Bahsedilen numune bir hücre veya bir doku olabilir.

Genel olarak genlerin ifadesi, floresan moleküllerin kullanımı sayesinde tespit edilebilir ve ölçülebilir. Çiplerin manipülasyonu çoğu durumda robot tarafından gerçekleştirilir ve çok sayıda gen eşzamanlı olarak analiz edilebilir.

Bu yenilikçi teknoloji, tıbbi teşhislerden proteomik ve genomik alanlarında çeşitli moleküler biyoloji çalışmalarına kadar geniş bir disiplin yelpazesi için kullanışlıdır..

indeks

  • 1 Ne içerir??
    • 1.1 Mikroarray Çeşitleri
  • 2 Prosedür
    • 2.1 RNA izolasyonu
    • 2.2 cDNA'nın üretimi ve etiketlenmesi
    • 2.3 Hibridizasyon
    • 2.4 Sistem okuma
  • 3 Uygulamalar
    • 3.1 Kanser
    • 3.2 Diğer hastalıklar
  • 4 Kaynakça

Nelerden oluşur??

DNA mikroarrayleri (deoksiribonükleik asit) katı bir matrise bağlanmış bir dizi spesifik DNA segmentidir. Bu diziler üzerinde çalışmak isteyen genleri tamamlayıcı niteliktedir ve cm başına 10.000 adede kadar gen bulunabilir.2.

Bu özellikler bir organizmanın gen ekspresyonunun sistematik ve toplu çalışmasını sağlar.

Bir hücrenin çalışması için ihtiyaç duyduğu bilgi, "gen" adı verilen birimlerde kodlanır. Bazı genler, protein adı verilen temel biyolojik moleküllerin oluşturulması için talimatlar içerir..

Eğer DNA'sı, bir mesajlaşma RNA'sının bir ara molekül molekülüne kopyalanırsa ve bir gen ifadesi, bu DNA segmentinin transkripsiyon seviyesine bağlı olarak değişebiliyorsa ifade edilir. Bazı durumlarda, ifadedeki değişiklik hastalıkların göstergesi olabilir.

Hibridizasyon prensibi, mikrodizilerin çalışmasını mümkün kılar. DNA, dört tip nükleotitten oluşan bir moleküldür: adenin, timin, guanin ve sitozin.

Çift sarmal yapı oluşturmak için adenin, timin ve guanin ile sitozin ile gruplanır. Böylece, iki tamamlayıcı zincir hidrojen bağlarıyla bağlanabilir.

Mikroarray Çeşitleri

Mikrodizilerin yapısı bakımından iki farklılaşma vardır: tamamlayıcı DNA veya oligonükleotitlerin kişiselleştirilmiş bileşikleri ve Affymetrix GeneChip gibi ticari şirketler tarafından üretilen ticari yüksek yoğunluklu mikro diziler.

İlk mikroarray tipi, tek bir çip üzerinde iki farklı numuneden RNA analizine izin verirken, ikinci varyasyon ticari tiptedir ve çok sayıda genin (örneğin, Affymetrix GeneChip'in yaklaşık 12.000 insan genine sahip olduğu) analize izin vermesi tek bir örnek.

süreç

RNA izolasyonu

Mikrodizi teknolojisi kullanarak bir deney yapmak için ilk adım, RNA moleküllerinin izolasyonu ve saflaştırılmasıdır (haberci RNA veya diğer RNA türleri olabilir).

İki numuneyi karşılaştırmak istiyorsanız (hastaya karşı sağlıklı, kontrol vs tedavi, diğerleri arasında) molekülün her iki dokuda izolasyonu yapılmalıdır..

CDNA üretimi ve etiketlemesi

Daha sonra, RNA, etiketli nükleotitlerin varlığında bir ters transkripsiyon işlemine tabi tutulur ve böylece tamamlayıcı DNA veya cDNA elde edilir..

Etiket flüoresan olabilir ve analiz edilecek iki doku arasında farklı olması gerekir. Floresan bileşikler Cy3 ve Cy5 geleneksel olarak kullanılır, çünkü farklı dalga boylarında floresans yayarlar. Cy3 durumunda kırmızıya yakın bir renktir ve Cy5 turuncu ile sarı arasındaki spektruma karşılık gelir..

melezleme

CDNA'lar karıştırılır ve mikroarray'in katı yüzeyi üzerinde immobilize edilmiş DNA kısmıyla her iki numuneden cDNA'nın hibridizasyonunu (yani bağlanma meydana gelir) sağlamak için DNA mikroarray'de inkübasyon yapılır..

Mikrodizi içindeki prob ile daha yüksek bir hibridizasyon yüzdesi, karşılık gelen mRNA'nın daha büyük bir doku ifadesi olarak yorumlanır..

Sistem okuma

İfadenin ölçümü, her cDNA tarafından yayılan flüoresan miktarına bir renk kodu atayan bir okuyucu sistem dahil edilerek yapılır. Örneğin, eğer patolojik durumu işaretlemek için kırmızı kullanılırsa ve daha büyük oranda hibritleşirse, kırmızı bileşen baskın olacaktır..

Bu sistemle, seçilen her iki durumda da analiz edilen her bir genin aşırı ekspresyonunu veya represyonunu bilmek mümkündür. Diğer bir deyişle, denemede değerlendirilen örneklerin transkriptomunu bilirsiniz..

uygulamaları

Günümüzde mikroarrayler tıp alanında çok güçlü araçlar olarak kabul edilmektedir. Bu yeni teknoloji hastalıkların teşhisini sağlar ve gen ifadesinin farklı tıbbi koşullar altında nasıl değiştirildiğinin daha iyi anlaşılmasını sağlar.

Ek olarak, olası bir tıbbi tedavinin etkilerini incelemek için, bir kontrol dokusu ile belirli bir ilaçla tedavi edilen bir dokunun karşılaştırılmasına izin verir..

Bunu yapmak için normal durum ve hastalıklı durum ilacın uygulanmasından önce ve sonra karşılaştırılır. İlacın genom üzerindeki etkisini okurken in vivo eylem mekanizmasına daha iyi bir genel bakışa sahipsin. Ek olarak, bazı özel ilaçların neden istenmeyen yan etkilere neden olduğu anlaşılabilir..

kanser

Kanser, DNA mikrodizileri ile çalışılmış hastalıkların başında gelir. Bu metosoloji, özellikle lösemi vakalarında hastalığın sınıflandırılması ve prognozu için kullanılmıştır..

Bu durumun araştırma alanı, hücre döngüsünün düzenlenmesinde ve hücre ölümü (veya apoptoz) işlemlerinde başarısızlıkla sonuçlanan gen ekspresyonunun modellerini bulmak için kanser hücrelerinin moleküler bazlarının sıkıştırılmasını ve karakterizasyonunu içerir..

Diğer hastalıklar

Mikrodizilerin kullanımı yoluyla, alerjilerin, primer immün yetmezliklerin, otoimmün hastalıkların (romatoid artrit gibi) ve bulaşıcı hastalıkların tıbbi koşullarında genlerin farklı ekspresyon ekspresyon profillerini açıklayabildik..

referanslar

  1. Bednar, M. (2000). DNA mikroarray teknolojisi ve uygulaması. Tıp Bilimleri Monitörü, 6(4), MT796-MT800;.
  2. Kurella, M., Hsiao, L., Yoshida, T., Randall, J.D., Chow, G., Sarang, S., ve Gullans, S. R. (2001). Karmaşık biyolojik işlemlerin DNA mikroarray analizi. Amerikan Nefroloji Derneği Dergisi, 12(5), 1072-1078.
  3. Nguyen, D.V., Bulak Arpat, A., Wang, N., ve Carroll, R.J. (2002). DNA mikroarray deneyleri: biyolojik ve teknolojik yönler. Biyometrik, 58(4), 701-717.
  4. Plous, C. V. (2007). DNA mikrodizileri ve biyomedikal araştırmalardaki uygulamaları. CENIC Dergisi. Biyolojik Bilimler, 38(2), 132-135.
  5. Wiltgen, M., & Tilz, G.P. (2007). DNA mikroarray analizi: ilkeler ve klinik etki. hematoloji, 12(4), 271-287.