EN DNA mikroarray, Også kalt en DNA-chip eller DNA-mikroarray, den består av en serie DNA-fragmenter forankret til en fysisk støtte av variabelt materiale, enten plast eller glass. Hvert stykke DNA representerer en sekvens som er komplementær til et spesifikt gen.
Hovedmålet med mikroarrays er den komparative studien av uttrykk for visse gener av interesse. For eksempel er det vanlig at denne teknikken brukes på to prøver - en under sunne forhold og en patologisk - for å identifisere hvilke gener som uttrykkes og hvilke som ikke er i prøven med tilstanden. Nevnte prøve kan være en celle eller et vev.
Generelt kan genekspresjon påvises og kvantifiseres takket være bruken av fluorescerende molekyler. Manipuleringen av sjetongene utføres i de fleste tilfeller av robot, og et stort antall gener kan analyseres samtidig.
Denne nye teknologien er nyttig for et bredt spekter av fagområder, fra medisinsk diagnostikk til forskjellige molekylærbiologiske studier innen proteomikk og genomikk..
Artikkelindeks
DNA (deoksyribonukleinsyre) mikroarrays er et sett med spesifikke DNA-segmenter festet til en fast matrise. Disse sekvensene er komplementære til genene som ønsker å bli studert, og det kan være opptil 10 000 gener per cmto.
Disse egenskapene tillater en systematisk og massiv studie av genuttrykket til en organisme..
Informasjonen som en celle trenger for å fungere, er kodet i enheter som kalles "gener". Enkelte gener inneholder instruksjonene for å lage essensielle biologiske molekyler som kalles proteiner..
Et gen uttrykkes hvis dets DNA blir transkribert til et mellomliggende messenger RNA-molekyl og ekspresjonen av genet kan variere avhengig av transkripsjonsnivået til dette DNA-segmentet. I visse tilfeller kan endringen i uttrykk være en indikasjon på sykdommer.
Prinsippet om hybridisering muliggjør drift av mikroarrays. DNA er et molekyl som består av fire typer nukleotider: adenin, tymin, guanin og cytosin..
For å danne den dobbelte helixstrukturen, adenin grupper sammen med tymin og cytosin med guanin. Dermed kan to komplementære kjeder forbindes med hydrogenbindinger..
Når det gjelder strukturen til mikroarrayene, er det to variasjoner: de tilpassede komplementære DNA- eller oligonukleotidforbindelsene, og de kommersielle mikrodataene med høy tetthet produsert av kommersielle selskaper, som Affymetrix GeneChip..
Den første typen mikroarray tillater analyse av RNA fra to forskjellige prøver på en enkelt brikke, mens den andre variasjonen er av kommersiell type og har et stort antall gener (for eksempel Affymetrix GeneChip har omtrent 12.000 humane gener) som tillater analysere en enkelt prøve.
Det første trinnet i å gjennomføre et eksperiment ved hjelp av mikroarray-teknologi er isolering og rensing av RNA-molekylene (det kan være messenger-RNA eller andre typer RNA).
Hvis du ønsker å sammenligne to prøver (blant annet sunn vs syk, kontroll vs. behandling), må molekylet isoleres i begge vev..
Deretter utsettes RNA for en omvendt transkripsjonsprosess i nærvær av merkede nukleotider, og således vil det komplementære DNA eller cDNA oppnås..
Etiketten kan være fluorescerende og må skille mellom de to vevene som skal analyseres. På en tradisjonell måte brukes de fluorescerende forbindelsene Cy3 og Cy5, siden de avgir fluorescens i forskjellige bølgelengder. I tilfelle av Cy3 er det en farge nær rød og Cy5 tilsvarer spekteret mellom oransje og gul.
CDNAene blandes og inkuberes i DNA-mikromatrisen for å tillate hybridisering (dvs. binding forekommer) av cDNA fra begge prøvene med den delen av DNA immobilisert på den faste overflaten av mikromatrisen..
En høyere prosentandel av hybridisering med sonden i mikroarrayen tolkes som et høyere vevsekspresjon av det tilsvarende mRNA..
Kvantifiseringen av uttrykket utføres ved å inkorporere et lesersystem som tildeler en fargekode til mengden fluorescens som sendes ut av hvert cDNA. For eksempel, hvis rødt brukes til å markere den patologiske tilstanden og den hybridiserer i en høyere andel, vil den røde komponenten være den dominerende.
Med dette systemet er det mulig å kjenne til overuttrykk eller undertrykkelse av hvert gen som er analysert under begge valgte forhold. Med andre ord kan transkripsjonen av prøvene som er evaluert i eksperimentet være kjent.
Microarrays blir for tiden sett på som veldig kraftige verktøy innen det medisinske området. Denne nye teknologien tillater diagnostisering av sykdommer og en bedre forståelse av hvordan genuttrykk modifiseres under forskjellige medisinske forhold..
I tillegg tillater det sammenligning av et kontrollvev og et vev behandlet med et bestemt legemiddel for å studere effekten av en mulig medisinsk behandling..
For å gjøre dette sammenlignes normal tilstand og syk tilstand før og etter administrering av stoffet. Ved å studere effekten av stoffet på genomet in vivo du har bedre oversikt over virkningsmekanismen. Det kan også forstås hvorfor noen spesielle stoffer fører til uønskede bivirkninger..
Kreft topper listene over sykdommer som er studert med DNA-mikroarrays. Denne metoden har blitt brukt for klassifisering og prognose av sykdommen, spesielt i tilfeller av leukemi..
Feltet med undersøkelse av denne tilstanden innebærer kompresjon og karakterisering av de molekylære basene av kreftceller for å finne mønstre for genuttrykk som resulterer i svikt i reguleringen av cellesyklusen og i prosessene med celledød (eller apoptose)..
Gjennom bruk av mikroarrays har det vært mulig å belyse generelle differensjonsekspresjonsprofiler under medisinske tilstander av allergier, primære immunsvikt, autoimmune sykdommer (som revmatoid artritt) og smittsomme sykdommer.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.