Language
Country/Area
No result found
Phép thuật của các đoạn khuếch đại: Làm thế nào để tìm ra manh mối quan trọng trong nghiên cứu di truyền?
Trong sinh học phân tử, amplicon là một đoạn DNA hoặc RNA được tạo ra bởi sự kiện khuếch đại hoặc sao chép. Những đoạn này có thể được tạo ra một cách nhân tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau như phản ứng chuỗi polymerase (PCR) hoặc phản ứng chuỗi ligase (LCR), hoặc chúng có thể là kết quả của quá trình nhân đôi gen tự nhiên. Sự khuếch đại được đề cập ở đây bao gồm việc tạo ra nhiều bản sao của một phân đoạn di truyền hoặc trình tự mục tiêu và đặc biệt đề cập đến chính phân đoạn được khuếch đại.
Công nghệ khuếch đại nhân tạo có ứng dụng trong nghiên cứu, pháp y và y học cho các mục đích bao gồm phát hiện và định lượng tác nhân gây bệnh truyền nhiễm, xác định hài cốt người và trích xuất kiểu gen từ tóc người.
Sự nhân đôi gen tự nhiên đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa và có liên quan đến một số dạng ung thư ở người, bao gồm u lympho tế bào B trung thất nguyên phát và u lympho Hodgkin. Do đó, trong bối cảnh này, amplicon có thể không chỉ đề cập đến các phân đoạn DNA nhiễm sắc thể cụ thể mà còn đề cập đến các phân đoạn đã được cắt bỏ, khuếch đại và chèn lại ở nơi khác trong bộ gen, cũng như các phân đoạn DNA ngoài nhiễm sắc thể được gọi là diminigene. , mỗi đoạn có thể là được tạo thành từ một hoặc nhiều gen.
Sự khuếch đại các gen được mã hóa bởi các đoạn khuếch đại này thường làm tăng hiệu quả phiên mã của các gen này, cuối cùng dẫn đến sự gia tăng số lượng protein liên quan.
Cấu trúc của đoạn khuếch đại
Amplicon thường là đoạn lặp lại trực tiếp (đầu tới đuôi) hoặc đoạn lặp lại đảo ngược (đầu tới đầu hoặc đuôi tới đuôi) của một trình tự gen và có thể có cấu trúc tuyến tính hoặc tròn. Cấu trúc của amplicon tròn bao gồm các đoạn lặp ngược không hoàn chỉnh kết hợp có điều kiện để tạo thành một vòng tròn, có lẽ được hình thành từ một amplicon tuyến tính tiền thân. Khi khuếch đại nhân tạo, độ dài của đoạn được khuếch đại phụ thuộc vào mục tiêu của thí nghiệm.
Những tiến bộ trong công nghệ khuếch đại
Việc phân tích các đoạn khuếch đại đã trở nên khả thi nhờ sự phát triển của các phương pháp khuếch đại như PCR và ngày càng có nhiều công nghệ giải trình tự DNA chất lượng cao và thông lượng cao xuất hiện, chẳng hạn như công nghệ giải trình tự bán dẫn ion, thường được gọi là thương hiệu của nhà phát triển là Ion Torrent. Các công nghệ giải trình tự này đã giúp nghiên cứu các đoạn amplicon trong lĩnh vực sinh học bộ gen và di truyền học, bao gồm nghiên cứu di truyền ung thư, nghiên cứu phát sinh loài và di truyền học con người. Lấy gen 16S rRNA làm ví dụ. Gen này là một phần của bộ gen của mọi vi khuẩn và vi khuẩn cổ và được bảo tồn cao. Bằng cách so sánh trình tự của đoạn được khuếch đại với trình tự đã biết, vi khuẩn có thể được phân loại.
Hầu hết mọi giải trình tự đoạn khuếch đại đều yêu cầu định lượng sản phẩm khuếch đại, thường bao gồm bước thu thập và bước phát hiện, và các phương pháp triển khai cụ thể khác nhau.
Ứng dụng các đoạn khuếch đại
PCR có thể được sử dụng để xác định giới tính của mẫu DNA của con người. Bằng cách chọn vị trí chèn yếu tố Alu để khuếch đại và đánh giá kích thước của đoạn, xét nghiệm giới tính sử dụng AluSTXa để tương ứng với nhiễm sắc thể X và AluSTYa để tương ứng với nhiễm sắc thể Y. Thiết kế này có thể giảm hiệu quả khả năng xảy ra lỗi. Khi vùng tương đồng được khuếch đại, nhiễm sắc thể được chèn vào sẽ tạo ra các đoạn lớn hơn. Con đực có thể được phân biệt là có hai đoạn khuếch đại DNA, trong khi con cái chỉ có một đoạn khuếch đại. Gói phương pháp cho phương pháp này bao gồm một cặp mồi cho các vị trí khuếch đại và thuốc thử phản ứng chuỗi polymerase chọn lọc. Trong chẩn đoán bệnh lao, LCR cũng được sử dụng như một xét nghiệm, với trình tự mục tiêu chứa kháng nguyên protein B được nhắm mục tiêu bởi bốn đoạn mồi oligonucleotide cho sợi cảm ứng và sợi ngược tương ứng.
Các sản phẩm hoặc đoạn khuếch đại được đánh giá thông qua nhiều bước phát hiện và thu thập khác nhau. Với sự phát triển của giải trình tự amplicon, các đoạn amplicon khác nhau được tạo ra từ một mẫu chung được kết nối và giải trình tự, sau đó là phân loại kiểm soát chất lượng và cuối cùng, số lượng cùng loại được tính toán để phản ánh mức độ phong phú tương đối của chúng trong mẫu. Độ phong phú.
Với sự tiến bộ của công nghệ, các đoạn khuếch đại đã trở thành một phần không thể thiếu trong nghiên cứu di truyền ngày nay. Nhưng trong lĩnh vực đang phát triển nhanh chóng này, chúng ta có hiểu hết tiềm năng của các đoạn khuếch đại không?
