Language
Country/Area
No result found
Từ sự nhân đôi gen đến ung thư: Sự khuếch đại ảnh hưởng đến sức khỏe của chúng ta như thế nào?
Trong sinh học phân tử, một đoạn khuếch đại (amplicon) dùng để chỉ một đoạn DNA hoặc RNA. Đoạn gen này là nguồn hoặc sản phẩm của một sự kiện khuếch đại hoặc sao chép. Sự hình thành các đoạn khuếch đại có thể là nhân tạo, chẳng hạn như sử dụng phản ứng chuỗi polymerase (PCR) hoặc phản ứng chuỗi ligase (LCR), hoặc có thể do sao chép gen tự nhiên. Trong bối cảnh này, khuếch đại đề cập đến quá trình tạo ra một hoặc nhiều bản sao, đặc biệt là các đoạn được khuếch đại.
Sự hiện diện của các mảnh khuếch đại có những ứng dụng quan trọng trong nghiên cứu, pháp y và y học, bao gồm phát hiện và định lượng các bệnh truyền nhiễm, xác định hài cốt người và trích xuất kiểu gen từ tóc người.
Sự sao chép gen tự nhiên đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa và có liên quan đến sự phát triển của một số bệnh ung thư ở người, bao gồm ung thư hạch tế bào B trung thất nguyên phát và ung thư hạch Hodgkin. Trong bối cảnh này, các đoạn được khuếch đại có thể đề cập đến cả các đoạn DNA nhiễm sắc thể đã được cắt, khuếch đại và đưa lại vào bộ gen, cũng như các đoạn DNA ngoại nhiễm sắc thể được gọi là phút kép, mỗi đoạn có thể bao gồm một hoặc được tạo thành từ nhiều gen. .
Việc khuếch đại các gen được mã hóa trong các đoạn được khuếch đại này thường làm tăng quá trình phiên mã của các gen này, cuối cùng dẫn đến tăng sản xuất các protein liên quan.
Cấu trúc của đoạn khuếch đại
Nói chung, cấu trúc của các đoạn được khuếch đại có thể được lặp lại trực tiếp (từ đầu đến đuôi) hoặc lặp lại đảo ngược (từ đầu đến đầu hoặc từ đuôi đến đuôi), và có thể là cấu trúc tuyến tính hoặc cấu trúc vòng tròn. Các đoạn khuếch đại tròn bao gồm các đoạn lặp ngược đảo ngược không hoàn hảo, một hiện tượng được cho là bắt nguồn từ các đoạn khuếch đại tuyến tính tiền thân. Độ dài của các đoạn khuếch đại trong quá trình khuếch đại nhân tạo được xác định bởi mục đích của thí nghiệm.
Kỹ thuật khuếch đại các đoạn
Do sự phát triển của các phương pháp khuếch đại, chẳng hạn như phản ứng chuỗi polymerase (PCR), việc phân tích các đoạn khuếch đại trở nên khả thi. Ngoài ra, với sự phát triển của các công nghệ giải trình tự gen hiệu suất cao và rẻ hơn, chẳng hạn như giải trình tự chất bán dẫn Ion Torrent nổi tiếng, những công nghệ này cho phép nghiên cứu sâu hơn về các đoạn khuếch đại trong sinh học gen và nghiên cứu di truyền.
Sử dụng gen 16S rRNA, các nhà khoa học có thể phân loại vi khuẩn bằng cách so sánh trình tự đoạn được khuếch đại với các trình tự đã biết và điều này cũng áp dụng cho gen 18S rRNA và vùng không mã hóa ITS1 trong miền nấm.
Dù chọn phương pháp nào để khuếch đại đoạn được khuếch đại thì phải sử dụng một số kỹ thuật để định lượng sản phẩm được khuếch đại. Các kỹ thuật này thường bao gồm bước chụp và bước phát hiện, mặc dù việc triển khai cụ thể các bước này phụ thuộc vào phương pháp phát hiện riêng lẻ. Ví dụ: Xét nghiệm theo dõi HIV-1 Amplicor (RT-PCR) xác định HIV trong huyết tương và QT HIV-1 (NASBA) được sử dụng để đo tải lượng virus trong huyết tương bằng cách khuếch đại các đoạn RNA HIV.
Ứng dụng các đoạn khuếch đại
Công nghệ PCR có thể được sử dụng để phát hiện giới tính từ các mẫu DNA của con người. Các vị trí chèn phần tử Alu được chọn để khuếch đại và đánh giá kích thước, đồng thời xác định giới tính sử dụng AluSTXa và AluSTYa trên nhiễm sắc thể X và Y để giảm khả năng xảy ra lỗi. Nhiễm sắc thể được chèn vào sẽ tạo ra các đoạn lớn hơn khi được khuếch đại. Con đực sẽ hiển thị hai đoạn khuếch đại DNA, trong khi con cái sẽ chỉ có một đoạn.
Trong chẩn đoán bệnh lao, công nghệ LCR sẽ nhắm vào trình tự chứa kháng nguyên protein B, sử dụng 4 mồi oligonucleotide, 2 mồi cho chuỗi cảm giác và 2 mồi cho chuỗi antisense. Các mồi này liên kết gần nhau để tạo thành các phần của chuỗi DNA kép, sau khi được phân lập, có thể được nhắm mục tiêu để sao chép trong tương lai và sản phẩm có thể được phát hiện bằng xét nghiệm miễn dịch enzyme vi hạt (MEIA).
Khi nghiên cứu về các đoạn khuếch đại tiến triển, sự hiểu biết của chúng ta về gen tiếp tục tăng lên. Trong tương lai, sẽ có những thay đổi mới nào trong việc ứng dụng các mảnh khuếch đại trong điều trị bệnh tật và tìm hiểu các quá trình tiến hóa? Nó có giúp chúng ta tìm ra nhiều câu trả lời hơn cho những bí ẩn về sức khỏe không?
