DNA 마이크로 어레이의 구성, 절차 및 응용 분야



A DNA 마이크로 어레이, 또한 DNA 칩 또는 DNA 마이크로 어레이라고 불리는이 제품은 플라스틱 또는 유리 등 가변 물질의 물리적 지지물에 고정 된 일련의 DNA 조각으로 구성됩니다. DNA의 각 부분은 특정 유전자에 상보적인 서열을 나타낸다.

microarrays의 주요 목적은 특정 유전자의 발현에 대한 비교 연구입니다. 예를 들어,이 기술은 건강한 상태와 병리학적인 두 가지 시료에 적용되어 어떤 유전자가 발현되고 어떤 시료가 그 상태를 나타낼지를 식별합니다. 상기 샘플은 세포 또는 조직 일 수있다.

일반적으로 유전자의 발현은 형광 분자의 사용으로 감지되고 정량화 될 수 있습니다. 칩의 조작은 대부분의 경우 로봇에 의해 수행되며 많은 수의 유전자를 동시에 분석 할 수 있습니다.

이 혁신적인 기술은 의학 진단에서부터 proteomics 및 genomics 분야의 다양한 분자 생물학 연구에 이르기까지 광범위한 분야에 유용합니다.

색인

  • 1 구성 요소는 무엇입니까??
    • 1.1 유형의 microarray
  • 2 절차
    • 2.1 RNA 단리
    • 2.2 cDNA의 생산 및 표지
    • 2.3 하이브리드 화
    • 2.4 시스템 독서
  • 3 신청
    • 3.1 암
    • 3.2 기타 질병
  • 4 참고

그것은 무엇으로 이루어 집니까??

DNA 마이크로 어레이 (디옥시리보 핵산)는 고체 매트릭스에 부착 된 특정 DNA 단편 세트입니다. 이 서열은 연구하고자하는 유전자와 상보 적이며, cm 당 10,000 유전자까지 존재할 수있다2.

이러한 특성들은 유기체의 유전자 발현에 대한 체계적이고 방대한 연구를 허용한다.

세포가 작동하는데 필요한 정보는 "유전자"라고 불리는 단위로 암호화되어 있습니다. 특정 유전자는 단백질이라고하는 필수 생물학적 분자의 생성을위한 지침을 포함합니다.

DNA가 messenger RNA의 매개 분자로 전사되고 유전자의 발현이 DNA의이 부분의 전사 수준에 따라 달라질 수 있다면 유전자가 발현된다. 어떤 경우에는 표현의 변화가 질병을 나타낼 수 있습니다.

하이브리드 화의 원리는 마이크로 어레이의 작동을 가능하게합니다. DNA는 아데닌, 티민, 구아닌 및 시토신의 네 가지 유형으로 구성된 분자입니다.

이중 나선형 구조를 형성하기 위해, 아데닌은 구아닌과 함께 티민 및 시토신으로 분류된다. 따라서, 2 개의 상보적인 사슬은 수소 결합에 의해 연결될 수있다.

마이크로 어레이의 유형

마이크로 어레이의 구조와 관련하여, 상보적인 DNA 또는 올리고 뉴클레오타이드의 개인화 된 화합물, 및 Affymetrix GeneChip과 같은 상업적 회사에 의해 제조 된 상업적 고밀도 마이크로 어레이의 두 가지 변형이있다.

첫 번째 유형의 마이크로 어레이는 두 개의 다른 샘플의 RNA를 단일 칩으로 분석 할 수있는 반면 두 번째 변형은 상업용이며 많은 수의 유전자를 가지고 있습니다 (예 : Affymetrix GeneChip에는 약 12,000 개의 인간 유전자가 있음). 단일 샘플.

절차

RNA 단리

마이크로 어레이 기술을 사용하여 실험을 수행하는 첫 번째 단계는 RNA 분자 (메신저 RNA 또는 다른 유형의 RNA 일 수 있음)의 분리 및 정제이며,.

두 샘플 (건강한 사람과 아픈 사람, 대조군과 치료사)을 비교하려면 양쪽 조직에서 분자의 분리를 수행해야합니다.

cDNA의 생산 및 표지

이어서, 표지 된 뉴클레오타이드의 존재하에 역전사 과정을 거쳐서 상보 적 DNA 또는 cDNA가 얻어진다..

표지는 형광성 일 수 있으며 분석 할 두 조직 사이에서 분화 할 수 있어야합니다. 형광 화합물 Cy3 및 Cy5는 전통적으로 서로 다른 파장에서 형광을 방출하기 때문에 사용됩니다. Cy3의 경우 빨강에 가까운 색이고 Cy5는 주황색과 황색 사이의 스펙트럼에 해당합니다..

혼성화

cDNA를 혼합하고, 마이크로 어레이의 고체 표면 상에 고정화 된 DNA 부분을 갖는 두 샘플로부터의 cDNA의 하이브리드 화 (즉, 결합이 발생)되도록 DNA 마이크로 어레이에서 인큐베이션이 수행된다..

microarray에서 프로브와 하이브리드 화의 높은 비율은 해당 mRNA의 더 큰 조직 표현으로 해석됩니다.

시스템 독서

발현의 정량화는 각 cDNA가 방출하는 형광의 양에 컬러 코드를 할당하는 리더 시스템을 통합함으로써 수행됩니다. 예를 들어 병리 적 상태를 표시하는 데 빨간색이 사용되고 큰 비율로 교잡되면 빨간색 요소가 우세합니다..

이 시스템을 사용하면 선택된 조건 모두에서 분석 된 각 유전자의 과발현 또는 억제를 알 수 있습니다. 즉, 실험에서 평가 된 표본의 전 사체를 알 수 있습니다..

응용 프로그램

현재, 마이크로 어레이는 의학 분야에서 매우 강력한 도구로 간주됩니다. 이 새로운 기술은 질병의 진단을 가능하게하고 다른 의학적 조건 하에서 어떻게 유전자 발현이 수정되는지 더 잘 이해하게합니다.

또한 가능한 치료의 효과를 연구하기 위해 특정 약물로 치료 한 조직과 대조 조직을 비교할 수 있습니다.

이를 위해, 정상 상태 및 병 상태를 약물 투여 전후에 비교한다. 게놈에 미치는 약물의 효과를 연구 할 때 생체 내 당신은 그것의 행동 메커니즘에 대한 더 나은 개요를 가지고 있습니다. 또한 일부 특정 약물이 원치 않는 부작용을 일으키는 이유를 이해할 수 있습니다..

암

Cancer는 DNA microarrays로 연구 된 질병 목록을 작성합니다. 이 metosology는 질병의 분류 및 예후, 특히 백혈병의 경우에 사용되었습니다.

이 상태의 연구 분야는 세포주기의 조절 및 세포 사멸 (또는 아폽토시스) 과정에서 실패를 가져 오는 유전자 발현 패턴을 찾기 위해 암 세포의 분자 염기의 압축 및 특성 분석을 포함한다..

기타 질병

마이크로 어레이의 사용을 통해 우리는 알레르기, 일차 면역 결핍,자가 면역 질환 (류마티스 성 관절염과 같은) 및 전염병의 의학적 조건에서 유전자의 차별적 인 발현 프로파일을 밝혀 낼 수있었습니다..

참고 문헌

  1. Bednar, M. (2000). DNA microarray 기술 및 응용. 의학 과학 모니터, 6(4), MT796-MT800.
  2. Kurella, M., Hsiao, L., Yoshida, T., Randall, J. D., Chow, G., Sarang, S., & Gullans, S. R. (2001). 복잡한 생물학적 과정의 DNA 마이크로 어레이 분석. 미국 신장 학회지, 12(5), 1072-1078.
  3. Nguyen, D.V., Bulak Arpat, A., Wang, N., and Carroll, R.J. (2002). DNA microarray 실험 : 생물학적 및 기술적 측면. 생체 인식, 58(4), 701-717.
  4. Plous, C.V. (2007). DNA 마이크로 어레이와 생물 의학 연구에서의 응용. CENIC 매거진. 생물 과학, 38 세(2), 132-135.
  5. Wiltgen, M., & Tilz, G. P. (2007). DNA microarray 분석 : 원리와 임상 충격. 혈액학, 12(4), 271-287.