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확대된 단편의 마법: 유전학 연구에서 핵심 단서를 찾는 방법?
분자생물학에서 앰플리콘은 증폭이나 복제 사건에 의해 생성되는 DNA 또는 RNA 세그먼트입니다. 이러한 조각들은 중합효소 연쇄 반응(PCR)이나 리가제 연쇄 반응(LCR)과 같은 다양한 방법을 사용하여 인위적으로 생성될 수도 있고, 자연적인 유전자 복제의 결과일 수도 있습니다. 본 명세서에서 언급되는 증폭에는 유전자 부분 또는 표적 서열의 다중 사본을 생성하는 것이 포함되며, 특히 증폭된 부분 자체를 지칭합니다.
인공 증폭은 감염성 병원균을 탐지하고 정량화하고, 인간 유해를 식별하고, 인간 머리카락에서 유전형을 추출하는 등의 목적으로 연구, 법의학, 의학 분야에 응용됩니다.
자연적 유전자 복제는 진화에서 중요한 역할을 하며, 원발성 종격동 B세포 림프종 및 호지킨 림프종을 포함한 여러 형태의 인간 암과 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 따라서 이 맥락에서 앰플리콘은 특정 염색체 DNA 세그먼트뿐만 아니라 게놈의 다른 곳에서 절제, 증폭 및 재삽입된 세그먼트와 디미니진이라고 알려진 염색체 외 DNA 세그먼트도 나타낼 수 있습니다. 각 단편은 하나 이상의 유전자로 구성됨.
이러한 증폭된 단편에 의해 인코딩된 유전자의 증폭은 일반적으로 이들 유전자의 전사 효율을 증가시키며, 궁극적으로 관련 단백질의 양의 증가로 이어집니다.
증폭된 단편의 구조
앰플리콘은 일반적으로 유전적 서열의 직접 반복(머리-꼬리) 또는 역반복(머리-머리 또는 꼬리-꼬리)이며 구조가 선형이거나 원형일 수 있습니다. 원형 앰플리콘의 구조는 불완전한 역반복으로 이루어져 있으며, 이러한 반복들이 조건부로 합쳐져 원형을 형성하며, 아마도 전구체 선형 앰플리콘에서 형성된 것으로 추정됩니다. 인위적으로 증폭시킬 경우, 증폭된 조각의 길이는 실험의 목적에 따라 달라집니다.
증폭 기술의 발전
PCR과 같은 증폭 방법의 개발로 인해 증폭된 단편의 분석이 가능해졌으며, 이온 반도체 시퀀싱 기술과 같이 종종 사용되는 고품질, 고처리량 DNA 시퀀싱 기술이 점점 더 많이 등장했습니다. 개발자의 브랜드 이름은 Ion Torrent입니다. 이러한 시퀀싱 기술을 통해 암 유전학 연구, 계통학 연구, 인간 유전학을 포함한 게놈 생물학 및 유전학 분야에서 앰플리콘 단편을 연구하는 것이 가능해졌습니다. 예를 들어 16S rRNA 유전자를 살펴보자. 이 유전자는 모든 박테리아와 고균의 유전체의 일부이며 매우 보존되어 있다. 증폭된 단편의 시퀀스를 알려진 시퀀스와 비교함으로써 박테리아를 분류할 수 있다.
거의 모든 증폭된 단편 시퀀싱에는 증폭된 생성물의 정량화가 필요하며, 이는 일반적으로 캡처 단계와 검출 단계를 포함하며, 구체적인 구현 방법은 다양합니다.
증폭된 단편의 적용
PCR은 인간 DNA 샘플의 성별을 판별하는 데 사용할 수 있습니다. 증폭을 위한 Alu 요소 삽입 부위를 선택하고 단편의 크기를 평가함으로써, 성별 검사는 X 염색체에 대응하는 AluSTXa와 Y 염색체에 대응하는 AluSTYa를 사용합니다. 이 설계는 오류 가능성을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 상동 영역이 증폭되면 삽입된 염색체는 더 큰 조각을 생성하게 됩니다. 수컷은 DNA 증폭 단편이 두 개 있는 반면, 암컷은 증폭 단편이 하나만 있는 것으로 구별됩니다. 이 방법에 대한 방법 패키지에는 증폭 부위를 위한 한 쌍의 프라이머와 선택적 중합효소 연쇄 반응 시약이 포함되어 있습니다. 결핵 진단에는 LCR도 검사로 사용되었는데, 단백질 항원 B가 포함된 표적 서열은 각각 센스 및 리버스 스트랜드에 대한 4개의 올리고뉴클레오티드 프라이머를 통해 표적화되었습니다.
증폭된 생성물이나 조각은 다양한 감지 및 캡처 단계를 통해 평가됩니다. 앰플리콘 시퀀싱의 발전으로 공통 샘플에서 생성된 다양한 앰플리콘 단편이 연결되고 시퀀싱되고, 품질 관리 분류가 이어지고, 마지막으로 샘플에서 상대적인 풍부함을 반영하기 위해 동일한 유형의 수가 계산됩니다. 풍부함.
기술의 발전으로 증폭된 단편은 오늘날 유전학 연구에 없어서는 안 될 부분이 되었습니다. 하지만 이처럼 빠르게 발전하는 분야에서 우리는 증폭된 단편의 잠재력을 완전히 이해하고 있을까요?
