Language
Country/Area
No result found
Dari duplikasi gen hingga kanker: Bagaimana fragmen yang teramplifikasi memengaruhi kesehatan kita?
Dalam biologi molekuler, fragmen yang diamplifikasi (amplikon) merujuk pada segmen DNA atau RNA. Segmen gen ini adalah sumber atau produk dari peristiwa amplifikasi atau replikasi. Pembentukan fragmen yang diamplifikasi dapat bersifat buatan, seperti menggunakan reaksi berantai polimerase (PCR) atau reaksi berantai ligase (LCR), atau dapat disebabkan oleh duplikasi gen alami. Dalam konteks ini, amplifikasi merujuk pada proses produksi satu atau lebih salinan, terutama fragmen yang diamplifikasi.
Keberadaan fragmen yang diamplifikasi memiliki aplikasi penting dalam penelitian, forensik, dan kedokteran, termasuk mendeteksi dan mengukur penyakit menular, mengidentifikasi sisa-sisa manusia, dan mengekstraksi genotipe dari rambut manusia.
Duplikasi gen alami memainkan peran penting dalam evolusi dan dikaitkan dengan perkembangan beberapa kanker manusia, termasuk limfoma sel B mediastinum primer dan limfoma Hodgkin. Dalam konteks ini, fragmen yang diamplifikasi dapat merujuk pada fragmen DNA kromosom yang telah dicukur, diamplifikasi, dan dimasukkan kembali ke dalam genom, dan pada fragmen DNA ekstrakromosom yang dikenal sebagai menit ganda, yang masing-masing dapat terdiri dari satu atau lebih gen.
Amplifikasi gen yang dikodekan dalam fragmen yang diamplifikasi ini biasanya meningkatkan transkripsi gen-gen ini, yang pada akhirnya mengarah pada peningkatan produksi protein terkait.
Struktur fragmen yang diamplifikasi
Secara umum, struktur fragmen yang diamplifikasi dapat berupa urutan gen yang diulang secara langsung (kepala ke ekor) atau diulang secara terbalik (kepala ke kepala atau ekor ke ekor), dan dapat berupa struktur linier atau struktur melingkar. Fragmen yang diamplifikasi melingkar terdiri dari pengulangan terbalik yang tidak sempurna, sebuah fenomena yang diperkirakan berasal dari fragmen amplifikasi linier prekursor. Panjang fragmen yang diamplifikasi selama amplifikasi buatan ditentukan oleh tujuan percobaan.
Teknik untuk mengamplifikasi fragmen
Berkat pengembangan metode amplifikasi, seperti reaksi berantai polimerase (PCR), analisis fragmen yang diamplifikasi menjadi layak dilakukan. Selain itu, dengan munculnya teknologi sekuensing gen yang lebih murah dan berthroughput tinggi, seperti sekuensing semikonduktor Ion Torrent yang terkenal, teknologi ini memungkinkan studi yang lebih mendalam tentang fragmen yang diamplifikasi dalam biologi genom dan penelitian genetik.
Dengan menggunakan gen 16S rRNA, para ilmuwan dapat mengklasifikasikan bakteri dengan membandingkan sekuens fragmen yang diamplifikasi dengan sekuens yang diketahui, dan ini juga berlaku untuk gen 18S rRNA dan wilayah non-coding ITS1 dalam domain jamur.
Apa pun metode yang dipilih untuk mengamplifikasi fragmen yang diamplifikasi, beberapa teknik harus digunakan untuk mengukur produk yang diamplifikasi. Teknik-teknik ini biasanya mencakup langkah penangkapan dan langkah deteksi, meskipun penerapan spesifik dari langkah-langkah ini bergantung pada metode deteksi masing-masing. Misalnya, Amplicor HIV-1 Monitor Assay (RT-PCR) mengidentifikasi HIV dalam plasma, dan HIV-1 QT (NASBA) digunakan untuk mengukur viral load dalam plasma dengan mengamplifikasi fragmen RNA HIV.
Penerapan fragmen yang diamplifikasi
Teknologi PCR dapat digunakan untuk mendeteksi jenis kelamin dari sampel DNA manusia. Lokasi penyisipan elemen Alu dipilih untuk amplifikasi dan penilaian ukuran, dan penentuan jenis kelamin menggunakan AluSTXa dan AluSTYa pada kromosom X dan Y untuk mengurangi kemungkinan kesalahan. Kromosom yang disisipkan menghasilkan fragmen yang lebih besar saat diamplifikasi. Laki-laki akan menunjukkan dua fragmen amplifikasi DNA, sedangkan perempuan hanya akan memiliki satu.
Dalam mendiagnosis tuberkulosis, teknologi LCR akan menargetkan urutan yang mengandung protein antigen B, menggunakan empat primer oligonukleotida, dua untuk untai sense dan dua untuk untai antisense. Primer ini mengikat dalam jarak yang dekat satu sama lain untuk membentuk bagian-bagian DNA untai ganda yang, setelah diisolasi, dapat ditargetkan untuk replikasi di masa mendatang dan produknya dapat dideteksi oleh enzim immunoassay mikropartikel (MEIA).
Seiring dengan kemajuan studi fragmen yang diamplifikasi, pemahaman kita tentang gen terus meningkat. Di masa depan, perubahan baru apa yang akan terjadi dalam penerapan fragmen yang diamplifikasi dalam mengobati penyakit dan memahami proses evolusi? Apakah ini akan membantu kita menemukan lebih banyak jawaban atas misteri kesehatan?
