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La magia de los fragmentos amplificados: ¿Cómo encontrar pistas clave en la investigación genética?
En biología molecular, un amplicón es un segmento de ADN o ARN que se produce mediante un evento de amplificación o replicación. Estos fragmentos pueden generarse artificialmente mediante diversos métodos como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) o la reacción en cadena de la ligasa (LCR), o pueden ser el resultado de duplicaciones genéticas naturales. La amplificación a la que se hace referencia en el presente documento incluye la producción de múltiples copias de un segmento genético o secuencia objetivo, y se refiere particularmente al segmento amplificado en sí.
La amplificación artificial tiene aplicaciones en la investigación, la ciencia forense y la medicina para fines que incluyen la detección y cuantificación de patógenos infecciosos, la identificación de restos humanos y la extracción de genotipos del cabello humano.
Las duplicaciones naturales de genes desempeñan un papel importante en la evolución y se han relacionado con varias formas de cáncer humano, incluido el linfoma mediastínico primario de células B y el linfoma de Hodgkin. Por lo tanto, en este contexto, amplicón puede referirse no solo a segmentos específicos de ADN cromosómico, sino también a segmentos que han sido escindidos, amplificados y reinsertados en otras partes del genoma, así como a segmentos de ADN extracromosómico conocidos como diminigenes. , cada fragmento puede ser compuesto por uno o más genes.
La amplificación de los genes codificados por estos fragmentos amplificados generalmente aumenta la eficiencia de la transcripción de estos genes, lo que en última instancia conduce a un aumento en la cantidad de proteínas relacionadas.
Estructura del fragmento amplificado
El amplicón suele ser una repetición directa (de cabeza a cola) o una repetición invertida (de cabeza a cabeza o de cola a cola) de una secuencia genética y puede tener una estructura lineal o circular. La estructura del amplicón circular consiste en repeticiones invertidas imperfectas que se fusionan condicionalmente para formar un círculo, presumiblemente formado a partir de un amplicón lineal precursor. Al amplificar artificialmente, la longitud del fragmento amplificado depende del objetivo del experimento.
Avances en la tecnología de amplificaciónEl análisis de fragmentos amplificados ha sido posible gracias al desarrollo de métodos de amplificación como la PCR, y han surgido cada vez más tecnologías de secuenciación de ADN de alta calidad y alto rendimiento, como la tecnología de secuenciación de semiconductores iónicos, que a menudo se utiliza La marca del desarrollador se llama Ion Torrent. Estas tecnologías de secuenciación han hecho posible estudiar fragmentos de amplicones en los campos de la biología y la genética del genoma, incluida la investigación genética del cáncer, los estudios filogenéticos y la genética humana. Tomemos como ejemplo el gen ARNr 16S. Este gen forma parte del genoma de todas las bacterias y arqueas y está muy conservado. Comparando la secuencia del fragmento amplificado con la secuencia conocida, se pueden clasificar las bacterias.
Casi toda la secuenciación de fragmentos amplificados requiere la cuantificación del producto amplificado, lo que generalmente implica un paso de captura y un paso de detección, y los métodos de implementación específicos varían.
Aplicación de fragmentos amplificados
La PCR se puede utilizar para determinar el sexo de una muestra de ADN humano. Al seleccionar el sitio de inserción del elemento Alu para la amplificación y evaluar el tamaño del fragmento, la prueba de género utiliza AluSTXa para corresponder al cromosoma X y AluSTYa para corresponder al cromosoma Y. Este diseño puede reducir eficazmente la posibilidad de error. Cuando se amplifica la región homóloga, el cromosoma insertado producirá fragmentos más grandes. Los machos se pueden distinguir por tener dos fragmentos de amplificación de ADN, mientras que las hembras solo tienen un fragmento de amplificación. El paquete de métodos para este método incluye un par de cebadores para sitios de amplificación y reactivos de reacción en cadena de la polimerasa selectiva. En el diagnóstico de la tuberculosis, también se ha utilizado LCR como prueba, siendo la secuencia diana que contiene el antígeno proteico B la que es atacada por cuatro cebadores oligonucleótidos para las cadenas sentido e inversa, respectivamente.Los productos o fragmentos amplificados se evalúan a través de varios pasos de detección y captura. Con el desarrollo de la secuenciación de amplicones, los diversos fragmentos de amplicones generados a partir de una muestra común se conectan y secuencian, seguido de una clasificación de control de calidad y, finalmente, se calcula el número del mismo tipo para reflejar su abundancia relativa en la muestra. Riqueza.
Con el avance de la tecnología, los fragmentos amplificados se han convertido en una parte indispensable de la investigación genética actual. Pero en este campo en rápida evolución, ¿entendemos plenamente el potencial de los fragmentos amplificados?
