שיטות מחקר ביולוגיות מולקולריות ושימוש בם

ביולוגית מולקולרית ושיטות מחקר לשחק תפקיד חשוב ברפואה המודרנית, מדע הזיהוי הפלילי, והביולוגיה. הודות להתקדמות המחקר של ה- DNA וה- RNA, האדם מסוגל לחקור את הגנום של האורגניזם לקבוע את הגורם הסיבתי, להכיר חומצות גרעין הרצויות תערובת של חומצות, וכו '

שיטות מולקולריות-ביולוגיות. מה זה?

בשנות ה 70-80s של מדענים היה הראשון לפענח את הגנום האנושי. אירוע זה נתן תנופה לפיתוח הנדסה גנטית וביולוגיה מולקולרית. מחקר של המאפיינים של DNA ו- RNA יש משמעות הדבר כי ניתן כיום להשתמש בחומצות גרעין אלה לצורך אבחון המחלה, גן המחקר.

הכנת DNA ו- RNA

ביולוגית מולקולרית ושיטות אבחון דורשות חומר מוצא: לעתים קרובות זה חומצות גרעין. ישנן מספר דרכים כדי לבחור חומרים אלה מהתאים של אורגניזמים חיים. כל היתרונות והחסרונות שלה, ואת זה צריך להיות מובא בחשבון בעת בחירת שיטה לבודד חומצות גרעין בצורה טהורה.

1. הכנת DNA על ידי מרמור. השיטה מורכבת בטיפול תערובת של חומרים אלכוהול, משקעים וכתוצאה דנ"א טהור. החיסרון של שיטה זו הוא השימוש בחומרים קורוזיביים, פנול כלורופורם.

בידוד 2. של DNA על בום. החומר העיקרי המשמש כאן - הוא thiocyanate guanidine (GuSCN). זה מקדם את הפקדת החומצה דאוקסיריבונוקלאית על מצעים מתמחים, שממנה ניתן לאסוף לאחר מכן באמצעות חיץ מיוחד. עם זאת GuSCN - הוא מעכב של TCP, ואפילו חלק קטן שמקבל שהופקד DNA יכול להשפיע על המהלך של תגובת השרשרת של פולימראז, וזה חשוב כאשר עובדים עם חומצות גרעין.

משקעים 3. של זיהומים. השיטה שונה מקודמותיה בכך שהמולקולות ואינן מופקדות חומצה וזוהמה dehoksiribonukleinovoy. כדי לעשות זאת, השתמש מחליפי יונים. החיסרון הוא שלא כל החומרים יכולים להתיישב.

4. הקרנות המוניות. שיטה זו משמשת במקרים שבהם אתה לא צריך מידע מדויק על מבנה מולקולת הדנ"א, והצורך לקבל קצת סטטיסטיקות. הסיבה לכך היא כי המבנה של חומצות גרעין יכול להינזק בעת טיפול דטרגנטים, במיוחד alkalies.

סיווג של שיטות מחקר

כל השיטות המולקולריות-ביולוגיות של מחקר נחלקים לשלוש קבוצות עיקריות:

הגברת 1. (באמצעות ריבוי אנזימים). זה כולל PCR - תגובת השרשרת של פולימראז, אשר ממלאת תפקיד חשוב בהרבה משיטות האבחון.

2. Neamplifikatsionnye. קבוצה של שיטות זו קשורה ישירות עם העבודה של תערובות חומצות גרעין. דוגמאות לכך הן 3 סוגים כתמים, כלאה באתרו, וכו '

שיטות 3. מבוססות על ההכרה של האות מ המולקולה החללית, אשר נקשרה בדיקה דנ"א או רנ"א ספציפית. דוגמה - מערכת הכלאה Hybride לכידת מערכת פתרון (HC2).

אנזימים שיכולים לשמש בשיטות מחקר ביולוגיות מולקולריות

טכניקות אבחון מולקולריות רבות כרוכות בשימוש במגוון רחב של אנזימים. להלן משמשים לרוב:

1. אנזים הגבלה - "לחתוך" מולקולת הדנ"א אל החלקים הדרושים.

2. DNA פולימרז - מסנתז מולקולת חומצה דאוקסיריבונוקלאית פעמים תקועות.

3. טרנסקריפטאז הפוך (להפוך טרנסקריפטאז) - המשמש לסנתז DNA מתבנית RNA.

4. האנזים דנ"א - הוא אחראי להיווצרות של קשר פוספודיאסטרי בין נוקלאוטידים.

5. exonuclease - מסיר נוקלאוטידים מן המנות סוף מולקולת חומצה דאוקסיריבונוקלאית.

PCR - השיטה הבסיסית של הגברת DNA

תגובת שרשרת של פולימראז (PCR) נעשה שימוש נרחב בביולוגיה המולקולרית המודרנית. שיטה זו, שבה מולקולת DNA חד ניתן להשיג מספר רב של עותקים (מולקולת הגברה).

תפקידיה העיקריים של PCR:

- אבחון של מחלות;

- שיבוט מקטעי דנ"א, ג'ין.

כדי לבצע את תגובת השרשרת של פולימראז מחייבת את המרכיבים הבאים: מולקולת ה- DNA ראשונית, לדנ"א פולימראז thermostable (תקי או Pfu), פוספטים deoxyribonucleotide (מקורות בסיסי חנקן), פריימרים (2 פריימר 1 מולקולת DNA) ו עצמו מערכת חיץ אשר רשאי לנהל כל התגובות.

PCR מורכב משלושה שלבים: denaturation, חישול פריימר התארכות.

denaturation 1.. בטמפרטורה של 94-95 מעלות צלזיוס proshodit לשבור את קשרי מימן בין שתי רשתות של DNA, וכתוצאה מכך אנחנו מקבלים שתי מולקולות חד-גדילי.

2. פריימרים מרותקים. בטמפרטורה של 50-60 מעלות צלזיוס מתרחש פריימרים הצטרפות בקץ מולקולות חומצות גרעין חד-חוטי בהתאם לסוג של השלמה.

3. התארכות. בטמפרטורה של 72 מעלות היא בת מסונתזת גדילים כפולים מולקולות חומצה דאוקסיריבונוקלאית.

רצפי DNA

שיטות מחקר ביולוגיות מולקולריות קרובות דורשות ידע של הרצף של נוקלאוטידים מולקולה של חומצה דאוקסיריבונוקלאית. כדי לקבוע את הקוד הגנטי רצף. אבחון מולקולרי של העתיד יתבסס על הידע שנצבר קביעת הרצף האנושי.

סוגי הריצוף הבאים:

• סידור ידי Maxam-גילברט;
• רצף סנגר;
• pyrosequencing;
• סידור nanoporovoe.