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La magie des fragments amplifiés : comment trouver des indices clés dans la recherche génétique ?
En biologie moléculaire, un amplicon est un segment d’ADN ou d’ARN produit par un événement d’amplification ou de réplication. Ces fragments peuvent être générés artificiellement à l’aide de diverses méthodes telles que la réaction en chaîne par polymérase (PCR) ou la réaction en chaîne par ligase (LCR), ou ils peuvent être le résultat de duplications naturelles de gènes. L'amplification telle que mentionnée ici comprend la production de copies multiples d'un segment génétique ou d'une séquence cible, et fait particulièrement référence au segment amplifié lui-même.
L’amplification artificielle a des applications dans la recherche, la médecine légale et la médecine à des fins telles que la détection et la quantification d’agents pathogènes infectieux, l’identification de restes humains et l’extraction de génotypes à partir de cheveux humains.
Les duplications génétiques naturelles jouent un rôle important dans l’évolution et ont été liées à plusieurs formes de cancer humain, notamment le lymphome médiastinal primaire à cellules B et le lymphome de Hodgkin. Par conséquent, dans ce contexte, l'amplicon peut faire référence non seulement à des segments d'ADN chromosomiques spécifiques, mais également à des segments qui ont été excisés, amplifiés et réinsérés ailleurs dans le génome, ainsi qu'à des segments d'ADN extrachromosomiques appelés diminigènes. , chaque fragment peut être composé d'un ou plusieurs gènes.
L’amplification des gènes codés par ces fragments amplifiés augmente généralement l’efficacité de la transcription de ces gènes, conduisant finalement à une augmentation de la quantité de protéines apparentées.
Structure du fragment amplifié
L'amplicon est généralement une répétition directe (tête-à-queue) ou une répétition inversée (tête-à-tête ou queue-à-queue) d'une séquence génétique et peut avoir une structure linéaire ou circulaire. La structure de l'amplicon circulaire est constituée de répétitions inversées imparfaites qui fusionnent conditionnellement pour former un cercle, vraisemblablement formé à partir d'un amplicon linéaire précurseur. Lors de l'amplification artificielle, la longueur du fragment amplifié dépend du but de l'expérience.
Progrès dans la technologie d'amplification
L'analyse des fragments amplifiés a été rendue possible grâce au développement de méthodes d'amplification telles que la PCR, et de plus en plus de technologies de séquençage d'ADN de haute qualité et à haut débit ont émergé, telles que la technologie de séquençage des semi-conducteurs ioniques, qui est souvent appelé La marque du développeur s'appelle Ion Torrent. Ces technologies de séquençage ont permis d’étudier des fragments d’amplicons dans les domaines de la biologie du génome et de la génétique, notamment la recherche sur la génétique du cancer, les études phylogénétiques et la génétique humaine. Prenons comme exemple le gène de l'ARNr 16S. Ce gène fait partie du génome de toutes les bactéries et archées et est hautement conservé. En comparant la séquence du fragment amplifié avec la séquence connue, les bactéries peuvent être classées.
Presque tous les séquençages de fragments amplifiés nécessitent la quantification du produit amplifié, ce qui implique généralement une étape de capture et une étape de détection, et les méthodes de mise en œuvre spécifiques varient.
Application de fragments amplifiés
La PCR peut être utilisée pour déterminer le sexe d’un échantillon d’ADN humain. En sélectionnant le site d'insertion de l'élément Alu pour l'amplification et en évaluant la taille du fragment, le test de genre utilise AluSTXa pour correspondre au chromosome X et AluSTYa pour correspondre au chromosome Y. Cette conception peut réduire efficacement la possibilité d'erreur. Lorsque la région homologue est amplifiée, le chromosome inséré produira des fragments plus grands. Les mâles peuvent être distingués comme ayant deux fragments d’amplification d’ADN, tandis que les femelles n’ont qu’un seul fragment d’amplification. L'ensemble de méthodes pour cette méthode comprend une paire d'amorces pour les sites d'amplification et des réactifs de réaction en chaîne par polymérase sélectifs. Dans le diagnostic de la tuberculose, le LCR a également été utilisé comme test, la séquence cible contenant l'antigène protéique B étant ciblée par quatre amorces oligonucléotidiques pour les brins sens et inverse, respectivement.
Les produits ou fragments amplifiés sont évalués à travers différentes étapes de détection et de capture. Avec le développement du séquençage d'amplicons, les différents fragments d'amplicons générés à partir d'un échantillon commun sont connectés et séquencés, suivis d'une classification de contrôle de qualité, et enfin le nombre du même type est calculé pour refléter leur abondance relative dans l'échantillon. Richesse.
Avec les progrès de la technologie, les fragments amplifiés sont devenus un élément indispensable de la recherche génétique d’aujourd’hui. Mais dans ce domaine en évolution rapide, comprenons-nous pleinement le potentiel des fragments amplifiés ?
