ДНК микрочип

Накратко: ДНК микрочипът е набор от микроскопични ДНК молекули върху твърда основа, предназначен за едновременно измерване на нивата на генна експресия и генотипиране на множество региони от генома. Технологията позволява откриването на генетични вариации и е ключова в изследването на рак, сърдечно-съдови заболявания и патогени.

 

ДНК микрочипът (известен също като ДНК чип или биочип) е набор от малки едноверижни микроскопични ДНК молекули, прикрепени към твърда основа. Учените използват ДНК микрочипове за измерване на нивата на експресия на голям брой гени едновременно или за генотипиране на множество региони на генома. Всеки такъв ДНК набор ​​съдържа пикомоли (10-12 мола) от специфична ДНК последователност, известни като ДНК сонди. Това може да бъде кратък участък от ген или друг ДНК елемент, който се използва за хибридизиране на комплементарна ДНК – кДНК или кРНК проба. Хибридизацията сонда-мишена обикновено се открива и определя количествено чрез откриване на белязани с флуорофор, сребро или хемилуминесценция мишени, за да се определи относително изобилие от последователности на нуклеинова киселина в мишената. Оригиналните масиви от нуклеинови киселини са макро масиви с приблизително 9×12 см и първият компютъризиран анализ, базиран на изображения, е публикуван през 1981 г. Измислен е от Патрик О. Браун. Пример за неговото приложение е в SNPs масиви за полиморфизми при сърдечно-съдови заболявания, рак, патогени и GWAS анализ. Използва се и за идентифициране на структурни вариации и измерване на генната експресия.

Технологията на ДНК микрочиповете произхожда от Southern blotting, техника, при която фрагментирана ДНК се прехвърля към подходящ носител и след това с помощта на сонда с известна нуклеотидна последователност се определя съдържанието на целевата последователност в пробата. За първи път набор от различни ДНК, комбинирани в чип, е използван през 1987 г., за да се определят характеристиките на регулацията на генната експресия от интерферони. Ранните ДНК микрочипове са направени чрез пускане на микроколичества кДНК върху филтърна хартия. Използването на миниатюрни чипове за определяне на характеристиките на генната експресия е приложено през 1995 г., а пълният еукариотен геном (Saccharomyces cerevisiae) е поставен върху микрочип през 1997 г.

 

  1. Амплифицирани ДНК фрагменти се нанасят върху силициеви или стъклени плочи с помощта на микроманипулатор, ковалентно фиксиране на сондите. През 1991-1993 г. е предложен нов подход, базиран на фотолитографска технология, използвана в полупроводниковата индустрия. По-късно, през 1997 г., е патентован друг метод – „електрофокусиране“.
  2. Появата на евтини експерименти с микрочипове създаде няколко специфични предизвикателства за биоинформатиката: множеството нива на репликация в експерименталния дизайн; броя на платформите и независимите групи и формата на данните; статистическата обработка на данните; картографирането на всяка сонда към транскрипта на иРНК, който измерва; големият обем данни и възможността за споделянето им.
  3. Мутациите в гените BRCA1 и BRCA2 причиняват до 60% от всички случаи на наследствен рак на гърдата и яйчниците. Но няма една конкретна мутация, отговорна за всички тези случаи. Изследователите вече са открили над 800 различни мутации само в BRCA1. 
  4. ДНК микрочипът е инструмент, използван за определяне дали ДНК от конкретен индивид съдържа мутация в гени като BRCA1 и BRCA2. Чипът се състои от малка стъклена пластина, обвита в пластмаса. 
  5. Някои компании произвеждат микрочипове, използвайки методи, подобни на тези, използвани за производството на компютърни микрочипове. На повърхността всеки чип съдържа хиляди къси, синтетични, едноверижни ДНК последователности, които заедно се добавят към въпросния нормален ген и към варианти (мутации) на този ген, които са открити в човешката популация.

 

С подкрепата на Science+

Живейте по-добре с наука!

  • Развийте критично мислене и изградете защита срещу дезинформация.

  • Придобийте ключови умения за по-добър живот с нашите курсове във формат текст, видео и аудио.

  • Открийте новостите и иновациите в медицината.

  • Само 3 минути дневно са достатъчни, за да трансформирате живота си!

  • Всеки месец ви очаква нов брой с увлекателни статии по биология, космос, технологии, история, медицина и много други.

Изживейте науката навсякъде и по всяко време, като я четете на най-удобното за вас устройство.

 
Годишен абонамент
ВИЖ ПОВЕЧЕ
  • Безкрайно знание - списание, видеа, аудио, книги и т.н.
  • Достъп от всякъде
  • Социална мрежа за знание с хора като вас.

Създадохме платформа, която предлага курсове и ръководства, насочени към решаването на житейски предизвикателства чрез научно обосновани методи. Тя не само подпомага личностното развитие, но и предоставя ценни знания за водене на по-здравословен, успешен и пълноценен живот. Благодарение на научния подход, потребителите ще имат възможност да подобрят своето благосъстояние и да постигнат по-високо качество на живот.

БГ Наука
Powered by  GDPR Cookie Compliance
Правила на поверителност

Използваме „бисквитки“, за да персонализираме съдържанието и рекламите, да предоставяме функции на социални медии и да анализираме трафика си. Също така споделяме информация за начина, по който използвате сайта ни, с партньорските си социални медии, рекламните си партньори и партньори за анализ.

Можете да коригирате всички настройки на „бисквитките“, като отворите разделите вляво.